纤维缠绕复合材料压力容器CAD/CAE/CAM一体化研究

纤维缠绕复合材料压力容器广泛应用于航空、航天等领域。其封头处应力的复杂性要求设计参数与工艺参数必须相符。同时在进行应力分析时,选用的单层宏观强度理论和对已破坏单层的剩余刚度、剩余强度及应力重分布是关键问题。

文献将单层的剪应力 剪应变的试验数据拟合成曲线并采用单层强度准则,预测了[±θ]s叠层单轴拉伸时的破坏应力;文献采用分段线性的(G12)n曲线,叠层本构关系以及Tsai Hill强度准则研究了[0/±θ]s、[0/±90]s叠层板的破坏;文献将第一破坏单层的基体降级使用,建议用0 4Em计算,相当于E2降至0 56E2,G12降至0 44G12,E1、γ12保持不变,再计算次一级的后续破坏。

本文用分段线性的方法,不仅实验研究了横向及面内剪切应力 应变的非线性关系,而且得到了面内及层间剪切损伤后纵向弯曲刚度逐渐递减的实测数据,该数据直接作为应力分析的原始材料参数,并认为弯曲刚度的降低是影响壳体轴向位移的重要因素。文中的应力分析及缠绕过程的动态仿真结果可直接用于数控缠绕机进行生产,达到了结构设计、制造参数化、一体化的目的。

1　缠绕轨迹

缠绕轨迹是进行应力分析的基础,同时也是控制数控缠绕机的关键数据。

(1)测地线方程、芯模转角

设封头曲面椭球方程为r={bcosucosv,bcosusinv,asinu},其中a为短轴,b为长轴,u、v为参量,由《微分几何》知第一类基本量为2100433B

《模具CAD/CAE/CAM》主要介绍模具的数字化设计制造及相关知识，包括模具CAD/CAE/CAM基础知识、模具CAD、模具CAE、模具CAM及模具CAD/CAE/CAM一体化。对于模具CAD/CAE/CAM，选择典型的工艺和模具，通过丰富的实例和详尽的步骤说明对其进行深入浅出的讲解，具有很强的实用性和可操作性。《模具CAD/CAE/CAM》为模具CAD/CAE/CAM的工程人员提供了一个学习途径，也可以作为大专院校“模具CAD/CAE/CAM”专业的培训教材。

第1章 模具CAD/CAM/CAE概述1

1.1 CAD/CAM/CAE基本概念1

1.2 CAD/CAM/CAE技术的基本特点1

1.3 CAD/CAM/CAE技术在模具行业中的应用2

1.3.1 CAD/CAM/CAE技术的应用领域2

1.3.2 模具CAD/CAM/CAE技术的优越性3

1.3.3 模具CAD/CAM/CAE技术的特点4

1.4 模具CAD/CAM/CAE系统组成4

1.4.1 模具CAD/CAM/CAE系统的硬件构成4

1.4.2 模具CAD/CAM/CAE系统的软件组成5

1.5 模具CAD/CAM/CAE技术的发展趋势7

1.6 模具CAD/CAM/CAE常用软件简介7

1.6.1 小型CAD/CAM软件8

1.6.2 大型CAD/CAM/CAE集成软件10

1.6.3 有限元分析专用软件12

第2章 模具CAD/CAM/CAE基础技术15

2.1 图形处理技术15

2.1.1 常见交互技术15

2.1.2 参数化技术16

2.2 产品数据交换技术21

2.2.1 IGES标准21

2.2.2 STEP标准23

2.3 产品零件造型25

2.3.1 线框造型26

2.3.2 表面造型27

2.3.3 实体造型27

2.3.4 特征造型28

第3章 注射模CAD技术33

3.1 注射模CAD概述33

3.1.1 注射模设计技术的发展阶段33

3.1.2 CAD技术在注射模中的应用34

3.1.3 注射模CAD技术的发展趋势35

3.2 注射模CAD的主要内容35

3.2.1 注射模工作原理和结构组成35

3.2.2 注射模CAD系统的工作流程37

3.3 注射模成型零部件CAD39

3.4 注射模标准模架的建库与选用42

3.4.1 装配模型的定义42

3.4.2 标准模架装配模型的建立42

3.4.3 标准模架装配模型的管理与调用46

3.5 注射模典型结构与零件设计CAD46

3.5.1 浇注系统设计47

3.5.2 侧向抽芯机构设计48

3.5.3 脱模和顶出机构设计50

3.5.4 冷却系统设计51

3.6 UG软件针对注射模具制造的功能51

3.6.1 MoldWizard模块概述52

3.6.2 MoldWizard模块应用实例53

第4章 级进模CAD技术61

4.1 级进模CAD系统概述61

4.1.1 级进模CAD系统发展概况61

4.1.2 级进模CAD系统的组成结构62

4.1.3 级进模CAD系统的发展趋势62

4.2 级进模CAD系统的结构与功能63

4.2.1 级进模CAD系统的总体结构63

4.2.2 级进模CAD系统的功能模块63

4.2.3 级进模CAD系统的数据流65

4.2.4 级进模CAD系统的相关技术65

4.3 UG/PDW的应用介绍及实例68

4.4 其他专用冲模CAD技术76

4.4.1 汽车覆盖件模具CAD技术76

4.4.2 集成电路引线框架多位精密级进模CAD技术77

第5章 模具CAM技术79

5.1 模具数控加工概述79

5.1.1 模具制造的要求79

5.1.2 模具数控加工的特点80

5.2 模具数控编程系统81

5.2.1 数控机床81

5.2.2 数控加工81

5.2.3 数控编程系统81

5.3 利用CAM系统进行自动编程的基本步骤82

5.4 UG的CAM功能介绍83

5.4.1 UG加工模块综述83

5.4.2 刀具轨迹的管理85

5.4.3 UG铣削加工方法介绍85

5.5 CAM的后置处理95

5.5.1 UGNX后处理简介95

5.5.2 后处理编辑器95

第6章 注塑模具CAE技术97

6.1 注塑成型基础知识97

6.1.1 注塑成型定义97

6.1.2 注塑成型工艺过程98

6.1.3 注塑成型工艺条件99

6.2 常见注塑制品缺陷及产生原因100

6.2.1 短射100

6.2.2 气穴101

6.2.3 熔接痕和熔接线102

6.2.4 滞流102

6.2.5 飞边103

6.2.6 跑道效应103

6.2.7 过保压104

6.2.8 色差104

6.2.9 喷射105

6.2.10 不平衡流动105

6.3 注塑模CAE技术105

6.3.1 注塑模CAE的内容105

6.3.2 注塑模CAE技术的原则106

6.3.3 注塑成型模拟技术106

6.4 MoldFlow软件简介107

6.4.1 MoldFlow软件功能107

6.4.2 MoldFlow软件的作用109

6.5 MoldFlow分析实例109

第7章 冲压模具CAE技术121

7.1 概述121

7.1.1 CAE技术在冲压模具设计中所能解决的问题121

7.1.2 计算机仿真技术在冲压模具设计中的应用122

7.2 冲压成形过程模拟软件简介122

7.2.1 有限元法简介122

7.2.2 有限单元法分析过程概述123

7.2.3 常用软件介绍124

7.3 AutoForm冲压成形模拟实例126

7.3.1 AutoForm窗口介绍126

7.3.2 模拟过程127

第8章 模具CAD/CAM领域的新技术143

8.1 高速加工技术143

8.1.1 高速加工概述143

8.1.2 高速加工的定义144

8.1.3 高速加工中心的类型144

8.1.4 高速加工的特点145

8.1.5 高速加工的关键技术145

8.1.6 高速加工技术在模具行业的应用147

8.2 逆向工程技术148

8.2.1 逆向工程概述148

8.2.2 逆向技术的应用149

8.2.3 实物逆向的研究内容150

8.2.4 影像逆向技术153

8.2.5 逆向工程技术相关软件153

8.2.6 逆向工程技术的发展趋势153

8.3 快速成形技术154

8.3.1 RP技术的工作原理和特点154

8.3.2 RP技术在模具行业的应用155

8.3.3 常见的快速成形技术155

8.3.4 RP技术的展望158

8.4 虚拟制造技术158

8.4.1 虚拟制造和虚拟制造系统的基本概念158

8.4.2 虚拟制造技术的应用159

8.4.3 虚拟制造技术的展望159

参考文献1612100433B

本书阐述了机械CAD/CAE/CAM理论基础知识，列出了丰富的CAD、CAE、CAM在机械方面应用实例。全书共分4篇30章，第1篇为CAD/CAE/CAM理论基础知识，第2篇为CAD实例，第3篇为CAE实例，第4篇为CAM实例。

本书内容新颖，体系完整，结合CAD/CAE/CAM技术的最新发展动态，介绍CAD、CAE、CAM在机械领域各个方面的应用实例。

本书可作为高等院校机械类各专业应用实例教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。