复合材料数据转换接口开发

《复合材料数据转换接口开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学术论文复合材料数据转换接口开发InterfaceDevelopmentofCompositeMaterialDataConversion金航数码科技有限责任公司吕文军中航工业沈阳飞机设计研究所结构部刘涛[摘要】由于复合材料的各向异性、耦合效应、层间剪切等特殊性质，复合材料结构的精确分析仿真已成为现代产品结构设计的迫切需求j基于CATIA和PATRAN二次开发，使复合材料结构模型相关数据精确地转换到有限元软件PATRAN中，将几何图形、铺层的力学性能、铺层方向、铺层形式直接体现在分析仿真中。关键词：复合材料数据转换CATI

2、A二次开发PATRAN二次开发IABSTRACTlDuetothespecialcharacteristicsofthecompositematerial，suchasanisotropy，couplingeffects，interlaminarshear，etc．，accurateanalysisandsimulationofcompositestructureshavebecometheurgentneedsofthemodernproductstructuredesign．BasedonCATIAandPATRANs

3、econdarydevelopment，compositedesignmodeldataareaccuratelyconvenedinPATRANfiniteelementsoftware，andthegeometryandmechanicalpropertiesofplies，plyorientationareembodieddirectlyinanalysissimulation．Keywords：CompositematerialDataconversionSecondarydevelopmentofCATIASec

4、ondarydevelop-mentofPATRAN复合材料设计中的每一个铺层的材料属性和纤维走向必须是可以通过某种工艺过程实际生产出来的，因此复合材料设计模型数据的完整性决定仿真分析中前处理的分析精度和后期的优化结果⋯。复合材料层合结构的设计，就是对铺层层数、铺层厚度及铺层角的设计。因此，在进行复合材料设计前，必须在使用结构设计软件(如CATIA)进行的曲面设计(GSD)和零件设计(PDG)中，准备相关的曲面、轮廓线和实体，然后再进人到CATIACPD模块中进行复合材料设计。在复合材料设计完成后，需要对复合材料进行分析仿

5、真，调用有限元分析软件进行复合材料结构分析仿真，其中前处理工作包括划分复合材料区域、建立材料库、添加铺层和将复合材料赋到不同的区域上。本文通过应用CATIA二次开发(CAAC++)和有限元软件PCL语言二次开发的技术读取复合材料结构模型的相关数据，并将相关参数精确导入到有限元软件PATRAN中，节省了在分析软件中重新构建几何图形、复合材料数据输入和铺层设计的工作，有效地辅助设计人员进行辅助选材、飞机构件的铺层设计分析等工作，从而大大提高设计效率，简化设计流程，使设计工作的自动化水平有了显著的提高。本程序的设计流程如图l所示

6、。1CATIACPD模块和C从开发接口根据复合材料结构设计的一般流程，可以将复合材料数字化建模分为3个阶段：初步设计阶段、详细设计阶段和制造准备阶段。复合材料专用设计制造软件是进行复合材料构件数字化建模不可缺少的工具。目前常用的主要有CATIACPD模块，即CompositeDesign。从复合材料初步设计到制造准备，CATIACPD模块根据设计对象的不同阶段提供了很多实用的建模工具，如区域建模、铺层设计、可制造性分析、实体生成和铺层展开等。E以__『=程中间件为——l(：嬲基础集成CA’FIA和PATRAN软件il复合材

7、料几何卜_———1相芒新椐I图形和复材数据l厂b图1程序设计流程Fig．1FlowofprogramdesignCAAc++是基于组件的定制开发，是对其组件对象2014年第19期·航空制造技术9l学术论文的组合和扩展，采用了标准接口(COM)技术和对象连接与嵌入(OLE)技术。标准接口技术作为一种软件架构具备了更好的模块独立性和可扩展性，使CAA的程序更加容易且趋于标准化。2复合材料设计阶段在初步设计阶段，CATIACPD模块中需要的工作：(1)建立复合材料库，根据用户的需求，定义复合材料属性，基本参数包括所属材料库、纤维

8、铺设角度、铺层坐标系；(2)选取贴膜面，进行区域划分和过渡区设置；(3)由定义好的区域组生成铺层表，或手动建立各个铺层以及相关的铺设角、材料和边界；(4)根据设计要求，调整铺层顺序。初步设计完成后，将设计完的数据模型导入有限元软件PATRAN中进行详细设计。手动导人需要重复完成CPD设计阶段工作的大部分