Siemens FiberSIM(復合材料設計軟件)

Siemens FiberSIM是一款先進的復合材料設計軟件，專門用于幫助工程師和制造商高效設計和制造復合材料零件。它提供了一整套工具，用于在整個產品生命周期中管理復合材料，從設計、仿真到生產和維護。FiberSIM的主要功能包括纖維方向優(yōu)化、層合設計、材料管理、仿真分析和生產優(yōu)化等。通過使用FiberSIM，用戶可以實現(xiàn)更精確的設計，更高效地管理復合材料，以及更快速地生產高質量的復合材料零件。

功能介紹

1、可制造性評估
零件已經滿足了設計要求，但是，它是否同時滿足制造要求呢?利用CEE的材料仿真技術，工程師可以預知復合材料是否符合復雜的曲面，可以可視化纖維的方向，預知制造上的問題，具體過程是：在初期設計階段，CEE會發(fā)現(xiàn)潛在的制造問題，例如：在層鋪貼時可能產生的鋪層褶皺，或者是鋪層超過材料寬度的問題，它會警告工程師，使得在設計初期就發(fā)現(xiàn)制造問題，而不是到制造車間才發(fā)現(xiàn)，大大減少了成本的損耗。CEE還提供自動切斷和拼接功能。
2、平面展開圖樣生成
所有潛在的制造問題都修正以后，CEE會由三維模型直接生成二維網(wǎng)格式復雜曲面平面展開樣圖，不再需要進行手工修剪。平面展開樣圖被存儲在三維模型系統(tǒng)中，準備輸出到排料計算系統(tǒng)。
3、層合板面生成
復材零件的形狀由多層鋪層和夾芯決定。在虛擬裝配環(huán)境中，手工創(chuàng)建制造工裝很困難，CEE從定義的鋪層、夾芯和鋪貼曲面自動產生層合板表面。這些表面可以用來創(chuàng)建實體模型，生成工裝模具表面和鋪貼表面。
4、開放式架構
CEE靈活的輸入和輸出功能，確保與其它程序(如電子表格)和工程軟件共享數(shù)據(jù)。CEE也提供了可配置的材料數(shù)據(jù)庫，包括材料厚度、成本、性能、可制造性和規(guī)格說明。
（1）在CAD軟件界面內使用CEE
（2）確保數(shù)據(jù)完整性和精度
（3）同其他FiberSIM軟件包緊密集成
5.ACEE模塊
FiberSIM高級復合材料設計環(huán)境ACEE(Advanced Composite Engineering Environment )，是對CEE功能的擴展及增強，主要針對大型、復雜的復合材料結構件的設計開發(fā)，使設計、仿真和制造過程更加自動化，在保證部件質量的同時減少了設計、制造的時間和成本。
6、由定義的區(qū)域生成遞減的層邊界
于區(qū)域設計層合板，在實際設計操作中，設計人員通常需要對復材零件作詳細分析后將其劃分為若干區(qū)域，結構特性相同部分構成一個區(qū)域，這些區(qū)域可定義為Zone。FiberSIM支持此功能，在零件的初期設計階段，允許用戶在3D CAD模型下靈活地創(chuàng)建區(qū)域和材料規(guī)范，對零件進行定義。針對一些復材設計的特殊要求，F(xiàn)iberSIM支持斜面和重疊覆蓋區(qū)域的定義，允許輸入混合材料的規(guī)范。在確定了區(qū)域要求后，層可自動生成。同區(qū)域的層特性一致，如形狀、材料和纖維方向等，相對以前手工定義層合板顯著地節(jié)省了時間。
7、動態(tài)生成區(qū)域過渡和層的邊界
FiberSIM在初期設計階段允許定義不同區(qū)域的層邊界如何遞減或交錯?？梢灾付▽舆吔绲倪f減樣式(Offset profile)，創(chuàng)建復雜的區(qū)域過渡形式，根據(jù)區(qū)域過渡信息生成層的虛擬邊界和序列，不需要事先在CAD系統(tǒng)中建模層的邊界幾何。該方法可以使用戶快速準確定義基于區(qū)域設計的層合板，根據(jù)過渡規(guī)范自動重新計算層的邊界，大大增強了修改層的能力。因為不需要手工重新定義層的幾何邊界，大大節(jié)省了時間。
8、生成可變的疊層表面
復材設計的一個優(yōu)勢在于可以將層準確放在所需要的地方。為使整體零件重量最小化，只將承受應力較大的部位設計厚一些，使其比其它部位堅固。根據(jù)鋪層生成的疊層表面厚度不同。能生成實物模型和模具內表面，而過去是手工創(chuàng)建這些表面。FiberSIM獨特的可變表面補償技術(variable surface offset technology)為CAD中的模型生成疊層表面。這項技術自動計算制造公差和層的厚度，生成用于檢查干涉的模型表面，生成兩個部件連接的配合表面和用于制造的模具表面。
9、智能切口和拼接：在以前的FiberSIM版本中，設計人員需要手工定義層的每個切口和拼接，盡管已經實現(xiàn)了部分工作的自動化。但要插入一個新的層，意味著要手工重新定義所有的交錯切口和拼接。在FiberSIM中，設計人員只需先定義第一個層的切口和拼接，然后定義各個切口和拼接的交錯規(guī)則。軟件可以根據(jù)定義生成其它的切口和拼接。如果鋪層中需要插入新的層，智能切口和拼接功能可以自動更新層的交錯，大大簡化了更改設計的工作量，節(jié)省了設計時間。
10、FiberSIM可選模塊
VISTAGY公司提供的可選模塊是對核心模塊CEE的有了補充，將CEE與可選模塊結合使用，能夠實現(xiàn)從CAD模型到制造車間的無縫連接。它提供了用于分析和制造的所有信息，主要包括：工程圖文檔，平面展開圖樣，驅動激光投影儀、自動切割機和纖維鋪放機的數(shù)據(jù)文件，這些信息都來自同一個CAD模型，保證了制造零件的質量和精度。
11、FiberSIM分析接口(FiberSIM Analysis Interface)
復材零件一般由幾十或幾百個不同材料的鋪層組成，每個鋪層有各自的形狀、取向和位置。這種結構的復雜性增加了復材零件的分析難度，加大了使用復材的風險。利用FiberSIM分析接口模塊，可首先在有限元分析軟件中根據(jù)指定的載荷分析設計要求，包括層合板厚度和材料等，然后在CEE中進行設計，再可把詳細的零件設計，包括層定義和纖維方向，提供給分析軟件，進行有效分析和性能驗證仿真。

軟件特色

1.幫助工程師指定復合材料以及為作業(yè)選擇最佳的層片創(chuàng)建方法(不論是基于層片、基于區(qū)域還是基于結構的設計)
2.通過定義采用順序剖面、降斜剖面和交錯剖面(這些剖面可自動填充 CAD 模型)的過渡來自動創(chuàng)建層片幾何圖形，而摒棄了手動為每個層片創(chuàng)建 CAD 曲線這一枯燥無味的過程
3.生成可變偏置曲面和實體，包括用來進行干涉檢查的樣機曲面、供聯(lián)合在一起的零件使用的配合曲面以及用于制造環(huán)節(jié)的工裝曲面
4.通過自動生成工程文檔和/或 Microsoft Excel 表格來驗證和傳達設計要求
5.根據(jù)材料和制造流程來對零件的生產能力進行仿真，從而及早提供反饋并提升開發(fā)過程的效率
6.定義制造邊界和細節(jié)(如接頭、三角形加強筋和條帶走道)，以降低成本并加快零件交付速度。
7.自動創(chuàng)建制造文檔來指導工廠的車間加工，從而確保鋪層和產品質量的一致性。
8.自動生成制造數(shù)據(jù)(例如用來驅動自動化切割機、激光投影系統(tǒng)、纖維布設機及鋪帶機的展平圖和數(shù)據(jù))并與下游環(huán)節(jié)以及在整個企業(yè)范圍內共享這些數(shù)據(jù)