Laminate-Tools功能说明2014

LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-MakeitLaminateTools简介LaminateTools概述LaminateTools是国际上第一款商业复合材料软件，也是唯一的一款能够将复合材料铺层设计、分析、检查和制造功能集于一体的软件。LaminateTools从初始的设计方案分析、不同方案分析结果对比到最终设计方案的确定以及制造信息的输出都采用同一个数据库文件，保证了数据结构的准确性，提高了各设计部门间的协同效率。LaminateTools具有与CAD软件和主流CAE软件（如Nastran、Ansys、Abaqus等）的接口，保证设计的高效性和分析的准确性。LaminateTools能够对整体结构进行可视化的铺层设计，充分考虑制造因素，提供多种针对特殊情况使用的铺层功能，完美地模拟真实的设计、分析和制造过程。按照输出的展平图加工的每个铺层都能完整地覆盖铺设区域，保证复材结构设计与加工的一致性。LaminateTools特有的结果检查功能，可以检查复合材料结构在各分层上的应力及失效结果，同时可以检查层间失效结果。支持同时考虑多种工况、多种失效准则、多种分析结果的检查。快速的建模环境、全面的铺层设计能力、准确的分析计算过程和精确的结果检查功能使LaminateTools可以减少对产品物理样机的需求和相应的试验测试，从而缩短产品设计周期、降低设计成本。LaminateTools输出的制造信息结合铺层定位硬件系统PlyMatch可以大幅度地提高产品的加工精度和提高产品的质量。LaminateTools功能：LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-Makeit经过试验验证的良好铺设技术；与（Nastran,Ansys,Abaqus,Patran,Femap,Hyperworks,FiberSIM,CAD）友好的接口；直接输入在模具CAD上的铺层，并影射到模具的有限元模型上，然后转为Nastran,Ansys或Abaqus的复合材料力学性能数据；为三明治结构的设计分析提供多种解决方案；复合材料铺层设计快捷准确地反映了真实的复合材料结构；相比于传统的方法，在结构设计细节上的考虑更全面；生成有限元分析模型；快捷强大的FEA结果后处理；独有的铺层应力和失效检查功能；生成精确的加工数据；高效省时的技术允许验证和优化设计。LaminateTools优势：集成了复合材料结构的设计、分析、检查和制造的整个过程；可以考虑曲面铺层纤维角度变化对材料性能的影响，提高分析仿真的精度；可以根据设计方案选取各铺层的连接方式；同一区域单层的覆盖面积随厚度的增加而自动增大，真实地反映铺层的实际铺放过程；具备与CAD软件、主流CAE软件的无缝接口；与复合材料优化软件LAPCoDA无缝接口；帮助发现和解决潜在的设计问题；减少对昂贵物理样机的需求；更有效地使用复合材料规范；最大程度地减少材料的浪费；能与最先进的铺层定位硬件系统PlyMatch无缝集成；大幅度提高产品的加工精度和产品质量。LaminateTools用户：LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-MakeitLaminateTools经过多年的发展，以其独有的复合材料结构设计的整体解决能力已得到广泛应用。目前软件在国内外主要应用于航空、航天、电子、船舶、汽车、风电、体育竞技、高校等领域。LaminateTools在国内主要应用于军工领域、民用技术领域和高校。LaminateTools有6个模块。通过6个模块的相互配合使用，快速准确地实现复合材料结构从铺层设计、仿真分析、应力与失效检查到辅助加工制造的整个过程。6个模块的相互配合关系如下图所示。LaminateTools视图模块视图模块几何模块设计模块分析模块检查模块制造模块二次开发CAD曲面有限元2D网格层合结构特性有限元计算结果有限元网格和单元特性层合结构全部特性优化软件LAPCoDA层合结构全部特性有限元网格和单元特性CAD展平图制造信息文档铺层定位PlyMatch视图模块（View）视图模块是LaminateTools软件的三维可视化前后处理界面，它将其它模块的所有功能以直观、简单易用的形式呈现给用户。同时，视图模块将其它模块的功能整合到一起，使LaminateTools能够更加高效地发挥复合材料整体结构的铺层设计、分析、检查和制造的功能。组件及功能：显示对象之间层次关系的数据窗口，便于操作并容易理解对象间的隶属关系；显示三维模型的模型窗口，将对象信息形象直观地反映在几何模型上；显示对象具体数据信息的信息窗口，帮助理解每个对象的本质内容；提供与CAD软件接口；提供与主流CAE软件（Nastran,Ansys,LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-MakeitAbaqus等）接口；提供多种有限元结果导入接口；铺层单层（plies）细节信息显示控制；层合结构（layup）细节信息显示控制；结构力学特性（laminates）细节信息显示控制；提供多种几何模型显示方式和视图控制；随时可对模型窗口显示内容进行输出；提供单元分组功能，方便基于单元进行铺层时的铺层区域的选择。特点及优势：与CAD软件接口，使LaminateTools具备快速建立曲面与曲线的能力；与主流CAE软件的接口，保证LaminateTools对所设计结构分析的准确性，以及分析结果检查的多样性；模型显示方式支持线框显示、单元显示、截面显示等多种形式；可以使用不同颜色显示结构厚度的分布，并支持多种三维显示效果；调整显示透明度，增加三维显示效果；铺层单层的所有显示信息（初始铺层位置、铺设方向、纤维方向、铺层范围等）可以控制，方便理解包含信息的物理意义；层合结构所有信息可以进行控制显示（各单层铺放顺序、三维显示、界面显示、爆炸图显示），更容易理解铺层结构的铺层过程；结构力学特性信息精细化显示，包括纤维方向、厚度变化、特性变化等信息的显示，使设计人员清楚地认识到所设计的结构哪些位置具有相同的力学特性；局部显示切面显示三维显示应用：提高设计效率，缩短设计周期；提供设计、分析、检查和制造平台；帮助设计人员理解铺层过程；三维显示层合结构；LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-Makeit显示层合结构力学特性分布；随时输出窗口显示内容，为报告提供素材。几何模块（Geometry）几何模块用于导入CAD曲线和曲面，并将导入模型自动划分网格。它为LaminateTools提供了基于几何的复合材料铺层设计能力，使铺层设计功能得到扩展，并且可以起到提高铺层设计效率的作用。组件及功能：导入CAD曲面作为铺层表面；导入CAD曲线作为铺层边界或开口位置；自动对导入曲面进行几何清理；自动将导入曲面划分网格；自动将导入曲线进行编号；自动根据导入曲线将曲面区域进行划分；制定CAD高级接口，在CAD软件中进行铺层信息显示。特点及优势：与CAD软件版本无关；支持多种CAD文件格式；可以设置导入曲面的几何清理容差；可以控制导入曲面的网格划分；曲线和曲面可独立导入；导入曲面，为基于几何铺层提供条件；随时导入曲线作为铺层边界或开口位置；自动为导入的曲线编号，为铺层提供便利；曲线和曲面的建模直接在设计人员熟悉的CAD软件中完成；提供高级CAD定制接口；从模型建立方面大幅度节省设计时间。应用：设计改动；铺层区域划分；皱褶区域开口；曲面网格细化；铺层信息共享；LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-MakeitCAD功能扩展；模具加工。设计模块（Design）LaminateTools软件的设计模块用于创建和修改复合材料设计相关内容。从材料的定义、铺层单层的定义到层合结构的定义都能够反映真实的情况。而且每一步的铺层设计都会考虑到制造的可行性，使加工人员能够完全按照设计要求来制造产品，保证设计与制造的一致性。组件及功能：标准复合材料材料库，提高设计效率；材料的定义与修改，增加新材料到材料库；快速单元分组，指定铺层区域；定义铺层单层的初始铺设位置，给出标记；定义铺层单层的覆盖范围，显示边界；定义铺层单层的参考角度，显示纤维方向；定义纤维的错动阈值，显示铺层皱褶区域；定义铺层开口，去除铺层皱褶；修改铺层单层数据，快速建立新的铺层单层；定义铺层的偏置，指定铺层的偏置方向；创建层合结构，指定铺层顺序；层合结构的快速修改，创建多种设计方案；多种层合结构显示方式，方便了解详细铺层信息；统一的铺层数据文件格式，便于部门间的合作；与其它铺层软件的接口，读取铺层数据文件。特点及优势：定制标准复合材料数据库，将用到的材料放入库中，避免设计过程中选错材料，同时加快选取速度；考虑真实制造过程，根据铺层纤维错动程度为一种材料定义多组参数，更加贴近真实情况；从现有材料中筛选最适合特定铺层区域的铺层材料；单向纤维材料和双向纤维材料有各自对应的铺层方法；定义多种铺层的偏置类型，精确控制每一层的偏置方向；基于材料进行铺层设计，划定铺层区域，保证每个铺层单层在铺设过程中尽量少出现皱褶；基于几何进行铺层设计，选择使用曲面边缘或自由曲线作为铺层边界，在铺层皱褶区域进行剪口；LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-Makeit导入的曲线作为铺层的边界获得准确的平整图基于单元进行铺层设计，将单元事先分组或定义每个铺层时临时选择铺层覆盖单元，可沿单元边界或自由曲线进行剪口；适用于高曲率曲面铺层设计，设计时考虑加工过程中铺层的难易程度，设计出最容易在加工过程中实现的铺层方案；适用于连接曲面的铺层设计，充分考虑加工因素影响，提供专门的设计方法设计最适合加工的铺设方案；适用于旋转封闭曲面铺层设计，设计过程中能够保证旋转曲面纤维错动最小，最大程度发挥纤维的作用，这一点在加工过程中也很容易实现；适用于带孔的曲面的铺层设计，并可根据加工需求选择不同设计方法；在LaminateTools铺层设计过程中会考虑加工工艺，所设计的铺层会选择能够在加工过程中容易实现的方式，避免出现设计结构与加工结构出现偏差；使用已定义的铺层单层很容易就能按照一定的顺序组合成铺层结构，任一单层可反复使用，无需重复定义；在已定义的层合结构基础上可方便进行修改，无需重复定义就能生成新的层合结构；定义好的层合结构可以用多种方式进行显示，方便理解设计结构的整个构造；单元网格改动时，无需重新建立铺层和层合结构，只需将之前保存的层合文件导入即可。LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-Makeit爆炸图显示整体三维显示单元三维显示切面三维显示应用：铺层材料筛选；一般曲面铺层设计；高曲率曲面铺层设计；连接曲面连接区域铺层设计；旋转封闭曲面铺层设计；带孔曲面铺层设计；铺层皱褶区域预测；铺层皱褶消除；设计方案修改。LaminateToolsDrapeit-Analyzeit-Checkit-Makeit分析模块（Analysis）试验测试具有周期长、成本高等局限性，因此在各种工况下对复合材料结构进行准确地计算显得尤为重要。LaminateTools软件可以将设计的层合复合材料结构直接导入到主流CAE软件（Nastran,Ansys,Abaqus等）中进行分析计算，保证分析结果的准确性。由于结构不同位置的铺层材料、厚度、层数、纤维方向等参数都不完全相同，因此导致设计的层合复合材料结构在不同位置具有不同的单元特性，这为单元特性参数的定义带来极大的困难。一般的复合材料铺层设计软件不能有效地将层合复合材料结构的单元特性参数准确地导入到主流CAE软件中计算，而具有分析能力的CAE软件又不具备材料参数准确定义的条