? 铺层设计
辅助进气道的几何形状复杂，该零件给设计带来了挑战，复杂轮廓的复合材料层有扭曲趋势，纤维方向改变到一定程度会降低零件的整体性能。严重情况下，铺层甚至不能伸展覆盖几何体，在一些区域内铺层会聚成一团发生皱缩而降低结构性能。在用FiberSIM软件设计每层时，软件将较难铺层的区域用黄色或红色强调，对铺层加以拼接并能立即观察到它们对零件的影响。在一天内即可完成铺层几何定义，将扭曲降至可接收的程度，消除起皱和开裂现象。
? 自动化集成
设计好铺层几何图形后，FiberSIM软件自动计算每层的平面展开图样，将各层展开图样输出到数控切割设备。从3D CAD模型到切割设备的无缝连接方式，实现了切割自动化。同时这种无缝连接方式降低了错误几率。由于FiberSIM软件生成了平面展开图样，排料计算软件在机床上优化组合各层的位置，极大的降低了废料的产生。自动化切割替代了手工切割模板，在提高产品质量的同时也节约了大量的成本。
洛克西德马丁的工程师用FiberSIM软件生成激光投影系统（LPS）所需的三维层边界、孔、拼接和标记数据。在生成LPS数据时，FiberSIM自动计算材料厚度和铺层的偏置。消除了LPS手工编程时因层偏置而产生的累计视差。
3）FiberSIM在JSF项目发挥的优势
?大量节省时间：辅助进气道样品总时间节省400小时（53％），样机大约80个零件节省20％时间。
?不合格样品率降至最低：目前为止，无样品零件由于设计问题而返工。 ?提高质量：不仅优化零件铺层设计，而且优化结构特性。 ?高可靠性：各层吻合极好，零件通过了物理试验。
?高效率：用FiberSIM软件，不到两天时间就完成了一个机翼的铺层设计，这是一个空前的记录。
图 9石墨环氧复合材料结构的JSF进气道在
lockheed Martin的装配车间
曲率表面以及如何创建展开图样
图 10图示为FiberSIM仿真如何将织物铺覆于复杂
1.2 国内应用
1.2.1 在哈尔滨飞机工业集团公司的应用
哈尔滨飞机工业集团有限责任公司选择VISTAGY的 FiberSIM?作为一种主要商用客机的先进复合材料零件的设计和制造软件，应用该软件，哈飞实现了复合材料结构数字化集成的设计与工艺制造一体化技术，在转包项目中应用该软件实现了复合材料零件的设计编程，并在严格的交付日期前制造出了零件，实现了跨国际间精确数据传递。
在VISTAGY的专业技术服务团队的帮助下，哈飞的工程师们掌握了该软件的铺层设计、可制造性分析、剪口优化、铺层展开、编程文件的生成及与各接口软件和设备的数据集成。由于FiberSIM可以直接集成到CAD软件系统中，工程师们可以在已有的3D开发环境下工作，使用功能强大的新工具更快速、更容易的进行复合材料零件设计。工程师可以使用基于结构的定义工具高效的创建复材铺层，自信的管理数以百计的铺层数据变更，轻击按钮生成制造文档，与下游小组和自动铺放设备自动共享产品定义。
哈飞现在对FiberSIM 软件已经有了深入的认识和了解，并有了成功应用经验，认为该软件在复合材料零件解决方案上具有一定的优势，缩短研制周期，提高劳动效率，降低材料成本，减少零件的报废率，提高了复合材料零件批生产质量稳定性，基于对该软件的成功使用，哈飞有意追加购买许可证，以保证在哈飞在后续飞机项目复合材料结构件上扩大应用该软件。
1.2.2 FiberSIM在成都飞机工业集团公司的应用
成飞使用FiberSIM开发复合材料飞机产品和零件，比如机翼蒙皮和商用飞机方向舵，贯通概念设计到产品交付。复合材料工程过程包含许多种独特方法和工艺，比如居于层的设计，纤维铺放和带铺叠，这些方法都不同于其它类型的零件开发过程。.FiberSIM支持所有的复合材料方法和工艺 ，为工业件提供了最完整的平台用来共享设计数据。从基于结构的层创建，零件性能模拟，文档生成到制造，FiberSIM支持复合材料设计到制造所有必须的过程，完全可以应对复合材料发展过程中的挑战。它的柔性和开放性的3D工程环境使它成为了成飞复合材料开发过程的良好的平台。
FiberSIM具有开放和柔性的架构。成飞需要一个解决方案能高效而简单的同主要的分析、树脂注射成型和其它支持XML技术的软件的接口。如果这些软件不能在深层次上共享数据和沟通，工程师就无法获得所设计零件的准确性能。FiberSIM正在帮助成飞的工程师降低成本，节约时间，使他们能将精力集中在产品精度和创新上。
2 FiberSIM软件模块及功能介绍
2.1 CEE模块
FiberSIM复合材料设计环境CEE(FiberSIM Composite Engineering Environment )是FiberSIM软件的核心模块，是高性能的复合材料零件设计和制造工具。
CEE帮助用户实现：
? 在现有CAD系统中设计复合材料结构
? 确定层合板关键部位的需求条件，并校核是否能够满足 ? 在产品开发早期识别并解决设计和制造问题
? 生成复杂曲率形状和多面形状零件的净平面展开图样 ? 自动生成电子实物模型，胶合面和合模的层合板面
? 提高设计效率，减少开发、材料浪费、设计修正、工具成本和制造时间
图11 FiberSIM自动产生层的边界几何偏置，
使层的定义更加容易
功能特点
?基于特征的设计
工程师可以管理在层合板设计过程中产生的特征数据。CEE提供自动特征选择，铺层边界生成和特征镜像的功能。CEE保证复材零件几何模型数据的完整性，一旦设计有改动，CEE会及时修正模型，并提醒用户，确保特征的准确性。为避免数据随意改动，用户可以锁定零件的特征。CEE保证特征之间的关联性，即如果零件边界、材料、铺层边界或平面展开图样有改动，文档信息会进行及时的更新。 ?层合板分析
在设计过程中，层合板的铺层数目、厚度、材料和纤维方向可根据层合板的需求条件设计分析。铺层分析工具可以对层合板进行必要的修改，反馈层合板分析的结果，优化设计复材零件，得到更加轻型、低成本的零件。CEE还能够自动计算复材零件重量、面积、重心和材料的成本，在计算这些数据时，会将材料的扭曲变形考虑进去，得到精确的零件参数。 ?可制造性评估
零件已经满足了设计要求，但是，它是否同时满足制造要求呢？利用CEE的材料仿真技术，工程师可以预知复合材料是否符合复杂的曲面，可以可视化纤维的方向，预知制造上的问题，具体过程是：在初期设计阶段，CEE会发现潜在的制造问题，例如：在层铺贴时可能产生的铺层褶皱，或者是铺层超过材料宽度的问题，它会警告工程师，使得在设计初期就发现制造问题，而不是到制造车间才发现，大大减少了成本的损耗。CEE还提供自动切断和拼接功能。
图 12 FiberSIM CEE模拟零件的可制造性，以
黄色和红色表示发生制造问题的部位
?平面展开图样生成
所有潜在的制造问题都修正以后，CEE会由三维模型直接生成二维网格式复杂曲面平面展开样图，不再需要进行手工修剪。平面展开样图被存储在三维模型系统中，准备输出到排料计算系统。
图 13增加铺层切口修正制造问题，CEE由三维模
型直接产生二维平面展开样图
?层合板面生成
复材零件的形状由多层铺层和夹芯决定。在虚拟装配环境中，手工创建制造工装很困难，CEE从定义的铺层、夹芯和铺贴曲面自动产生层合板表面。这些表面可以用来创建实体模型，生成工装模具表面和铺贴表面。 ?开放式架构
CEE灵活的输入和输出功能，确保与其它程序（如电子表格）和工程软件