CATIA V5 复合材料设计 浦一飞 李金超 引言 随着航空工业的发展，复合材料的应用显得越来越重要。复合材料的设计与传统金属结构设计不同，需要考虑诸多的因素，如：多种的材料组合、材料的各向异性、材料的铺层顺序、产品的可制造性等。CATIA V5 为复合材料设计提供了一整套完整而专业的解决方案，包括复合材料本体的设计、DMU/CAE 分析、可制造性分析等等。本文以蜂窝夹层复合材料为例，介绍了 CATIA V5 对复合材料从设计、分析到制造的全过程。 一、蜂窝夹层复合材料简介 蜂窝夹层结构主要由两层面板(蒙皮)中间夹以蜂窝芯材(夹芯)用胶粘剂胶接构成，具有比强度和比刚度高，抗疲劳性能好和耐腐蚀等优点，同时还具有许多特殊功能，如：减震、消音、吸音、吸收和透射电磁波、隔热以及导流和变流等功能。 因此随着航空工业的发展，蜂窝夹层结构在飞机结构上 广 泛 应用，如：前 缘 、后 缘 翼 面，襟 翼 ，扰 流片 ，升 降 舵 ，方向舵 ，整流罩 ，地 板，隔板等均 为蜂窝夹层结构。 蜂窝夹层结构件 的构成包括：（ 图 1） 图 1 蜂窝夹层复合材料 a) 面板； b) 边 缘 闭 合件 ； c) 蜂窝夹芯。 航空蜂窝夹层结构多采 用铝 合金板或 复合材料板材作 面板，用铝 、芳 纶 纸 或 玻 璃 布 蜂窝作 夹芯材料，用热固 性胶粘剂通 过加 热加 压 的方法 将 二 者 粘接成为整体。蜂窝夹层结构件 可 按 不同的情 况 分为： 1) 按 面板材料：分为复合材料面板和金属面板； （ 本文针 对复合材料面板） 2) 按夹芯类型：分为蜂窝夹层结构、泡沫塑料夹层结构和蜂窝/泡沫塑料混杂夹层结构； 3) 按蜂窝材料：分为金属蜂窝夹层结构和非金属蜂窝夹层结构。 二、CATIA V5 复合材料设计 我们将复合材料的设计划分为：初步设计阶段、详细设计阶段、加工详细设计阶段、加工输出阶段等四个阶段（图 2）。 CATIA V5 Composite design(CPD) 复合材料设计以流程为中心，能满足以上各个阶段的用户使用需求，为用户提供完整端到端的复合材料解决方案。 2.1 复合材料初步设计阶段 蜂窝夹层零件复合材料零件是由支撑面，蜂窝和外表面构成（见图 1）；支撑面、外表面分别为铺层复合材料铺层，蜂窝为实体。因此，在进行复合材料设计前，我们必须在 CATIA 曲面设计（GSD）和零件设计（PDG）中，准备相关的曲面、相关轮廓线和蜂窝实体，然后再进入到Composite Design 中进...
