[发明专利]一种复合材料成形模具的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料成形模具的设计方法。

背景技术

复合材料结构一般由基体和增强材料经热压工艺制造而成，具有比强度高、比刚度大、可设计性强、抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性良好、尺寸稳定性好、隐身性好、便于大面积整体成型、有效提高商用载荷等诸多优点。应用复合材料FiberSIM软件，采用独特的复合材料构件制造模拟技术，对构件件进行准确的工艺评估，获得合理设计结果和确保高质量的产品的新技术。通过软件模拟功能实现面向制造技术的设计，模拟平面铺层在三维零件上的铺覆工艺可行性，在三维零件某一区域上实现所要求的纤维铺放角的工艺可行性等，并通过对各软件系统和设备进行相关的二次开发和接口设计，实现复合材料构件在并行工作模式下的设计、工艺、制造、检测、装配全过程的集成，实现复合材料构件设计、制造及工艺一体化的技术。数字化技术在复合材料结构设计中的应用数字化设计技术就是用现代的、高科技的手段和技术来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机的，支持产品开发与生产全过程的并行化、智能化、集成化、虚拟化、绿色化、全球化、人性化、安全化、敏捷化的现代设计方法与系统，有效地组织多学科的产品开发队伍，充分利用各种计算机辅助工具，并有效地考虑产品开发与生产的全过程。

复合材料构件模具体设计的主要工作是对成型曲面的偏置，成型曲面是大量的曲面片拼接而成的，其特征非常复杂，在对复合材料构件模具体设计过程中，对成型曲面进行偏置时，存在局部因曲率过大而无法整体偏置的问题，使得设计人员不得不将原始曲面进行拆分，而分别对曲面片进行单独偏置，然后将所得的偏置曲面按要求进行拼接。这样不仅改变了原始的设计数据，使得设计结果有较大的偏差，往往需要设计员进行无数次的反复尝试，才能得到合理的解，而且对曲面的处理，本身就是很复杂的过程，依靠人工的手段，质量得不到保证，而且降低了设计效率。本文在满足误差的前提下，提出了基于误差约束的复杂曲面整体偏置方法。型架板结构的设计过程中，设计者对每一个结构的设计都从草图进行，设计步骤烦琐，设计效率低下，依赖设计人员所掌握的知识和经验，不同背景的设计人员所设计的产品模型差异很大，不能满足产品规范性的要求。通过对大量复合材料构件模具的总结，发现其型架板结构大同小异，本文利用参数化设计手段对其进行标准化，建立其参数化设计模型，设计者只需对给定的几组参数进行赋值，便可以生成满足条件的型架板结构，减少设计者的大量而烦琐的重复绘图工作，提高设计效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种复合材料成形模具的设计制造方法

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合材料成形模具的改进方法，主要包括3个步骤：型曲面的可加工性检测、成型模具体设计及成形模具支架设计、基于FiberSIM，CAA二次开发的模具设计系统方法。成型曲面可加工性评价检测主要是在设计初期.对复合材料构件成型曲面按照曲面本身的设计质量以及企业现有的资源条件进行检查，在设计阶段判断出不符合设计质量的曲面，以免影响后续的加工制造，出现加工迭代情况。模具体的设计模块主要是在设计模具体阶段，考虑到成型曲面在设计过程中不易偏置，而且模具体与支架结构制造方式的不同.防止因制造误差而引起的模具体与模具支架不能装配的情况，保证设计的模具体与支架的成功装配，减少模具体的变形，提高精度。支架的参数化设计模块主要在设计支架时，利用参数化设计思想，减少设计者的大量而烦琐的重复绘图工作，提高设计效率。根据企业的实际需求，本成形模具的改进设计系统方法基于FiberSIM，CAA软件进行二次开发。

1成型曲面的检测方法