科创中国
复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件
发布时间: 2022-07-14
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利
行业领域：
高端装备制造产业,智能制造装备产业
成果介绍
复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）源于军工科研项目，是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统，解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。该软件集复合材料零件的模具型面生成、铺层工艺设计、仿真分析、工艺验证及可制造性评价等功能于一体，具有高效铺层设计、高精度仿真和全过程三维数字化、可视化、知识化、集成化的特点，为实现复合材料零件的数字化设计制造一体化提供有力支撑。航天、航空、汽车、能源等行业大量采用复合材料零件，需要专业的基于三维模型的复合材料快速设计与制造软件，实现从经验的手工设计到全三维数字化设计的转变，从而提升复材零件的智能制造水平。
成果亮点
该产品可对标国外的同类产品如FiberSIM等。具有同等的功能，某些方面还具有自己的特色。
1、基于知识的铺层设计与评价
该系统通过算法设计、规则知识的结构化等，对这些约束信息进行了融合，形成了复材零件的铺层模型的智能化生成，减少了人工的干预，提高了铺层的效率和质量。
2、采用基于几何流形的铺层褶皱仿真算法
通过合适的网格离散化铺放曲面，借助几何流形的流形距离寻优方法，考虑复材纤维的物理特性，设计了铺层褶皱仿真算法，对铺层曲面进行可层铺性高效仿真，从而识别不可展区域，并设计了多剪口方法，完成不可展区域的可展性修复，并开发了自动展开功能，可自动将铺层曲面转化成下料软件所需的格式文件。
3、基于本体的复材设计与仿真信息关联技术
本项目基于本体技术，设计了完整的CAD/CAE几何信息和非几何信息的映射算法，可以高效完成全信息映射，避免了仿真过程的人工繁琐的手工操作。
团队介绍
该项成果为北京理工大学单独持有，已申请国家发明专利2项（授权1项）、软件著作权登记2项。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”军工安防与应急产业科技服务团 (中国兵工学会) 评价时间：2022-11-10
陈涛
常州工业职业技术学院
博士
综合评价
该成果解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。对仿真领域有引导性作用，项目技术减少了人工的干预，提高了铺层的效率和质量，可以高效的完成全信息映射，避免了仿真过程的人工繁琐的手工操作，减轻了人工的劳动强度。有益于行业的进步。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
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