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复合材料研发过程中,由于设计工程师和制造工程师的不同考虑,理解CAD / CAE应用程序的行为是非常重要的。
在Fibersim中,其支持复合材料层合板铺层信息在FEA系统和铺层设计之间传递。同时,Fibersim还允许定义剪口、拼接、自动铺敷特征以及制造零件所需的其他定义。不知道在CAE接口中如何处理这些制造特性,可能会导致意想不到的结果。

FibersimCAE铺层信息输出
在Fibersim的铺层离散化的网格映射文件导出到FEA时,每个层的可生产性仿真及真实纤维方向信息被转换成一个网格。对于输入FEA网格中的每个中心点,Fibersim自动确定在该位置可以穿透的铺层数据,然后计算stackup / PCOMP卡片。然而,在这个过程中,过滤掉stackup中某些铺层信息的第二步骤,我们希望在本文中关注的是这种过滤。
一般来说,强度工程师/ FEA分析人员只关心完整的、未拼接的材料层。他们当然知道拼接和剪口是工艺中经常需要的,特别是对于更复杂的几何现状的零件,但是除了明确定义无拼接区域和其他驱动制造的规则之外,这些考虑通常由工艺工程师去做。如果在一个特定的质心处计算stackup时,当Fibersim在相同的STEP值上遇到两个或多个plies时,软件只保留最厚的组件,并抛出相同的步骤值的无关的部分。这样做是为了过滤重叠拼接(单个plies通常具有相同的步骤值),并且只考虑整体分析网格中不间断的结构层。

这一点很重要,因为用户有时会将相同的STEP值分配给无关的plies。这样的做法可能会导致下游应用程序的一些混乱,但在Fibersim中并不是禁止的。如果两个不同的plies具有相同的STEP值,即不属于同一层铺层的子拼接层,则被同一个网格中心点穿透,因此,两个的较薄层将被过滤出该质心的铺层属性。当然,这可能不是用户想要的。因此,建议在这种情况下,使用唯一的STEP值(用于不通过拼接操作的plies)用于设计到FEA的数据传递。
这里还有一点需要说明的是,在进行CAE导出时,Fibersim实际上并没有过滤自我重叠的Plies产生的重叠。可以把一个重叠的层想象成三个部分的“子plies”。一个子层代表单层区域,而另外两个子层代表重叠区域的每一层重叠层。如果网格质心是在一个重叠层的重叠区域内,那么两个重叠的子层将会在PCOMP数据中呈现(和分离)。在这种情况下,需要注意的重要一点是,这两个子层的总厚度将被用来与这个网格中心的相同STEP值的任何其他plies相比较。因此,两个子项都将出现在PCOMP中,或者两者都被上面讨论的过滤操作过滤掉。
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