SYSPLY复合材料设计分析及优化软件.docx

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1、SYSP1.Y复合材料设计、分析及优化软件北京ESl-ATE科技有限公司2010年7月前吉2. ESl集团复合材料虚拟解决方案3. SYSP1.Y复合材料设计、分析专业软件3.1 .SYSP1.Y的市场定位53.2 SYSP1.Y求解器处理的问题53.3 SYSP1.Y的分析流程63.4 SYSP1.Y的显著优势73.5 SYSP1.Y的行业应用及胜利案例Il3.6 SYSP1.Y的国内主要用户141517同行业软件对比SYSP1.Y的模块信息.7SYSP1.、支持的平台ESI集团是世界领先的数值仿真软件供应商，其产品主要应用在通过材料物理的虚拟原壁和制造工艺仿我。ESl集团联合众多学术团体和

2、企业开发出了一系列连贯的面对实际工程的应用程序，以实现对产品测忒的实际仿真，及产品性能协同的工艺参数微谢以及评价产品在运用环境中的表现“通过越来越多的削减试验样机的数量，显著的降低成本和缩短开发周期，虚拟试验空间（VTOS）解决方案供应了卓越的竞争力优势,通过及全球700名高级专家的协作.ESl及其全球代理网络为超过30个国家的用户供应了软件销售和技术支持服务“ESl的发展必于连绵不断的锐意创新，被法国国家探讨代理处（ANVARA）评比为“创新公司”。ESI集团作为虚拟试验测试的先锋，能鲂供应一套粉盖整个复合材料流程的虚拟解决方案，它包括设计和生产领域的宏合材料结构动态模拟。其中SYSP1.Y

3、是ESI集团更合材料解决方案中特别重耍的环节.它完全集成的虚拟试嘛空间（VToS）,检盖在豆合材料价值链的全部步骤。利用它，工程师能够评估并谢整更合材料部件的制造。从SYSP1.Y用于设计模拟，PAM-RTM进行树脂注射模拟。SYSP1.Y和PAMRTM是复合材料全面解决方案中的一个环节ESI是全世界唯一能够供应这种复合材料虚拟设计和虚拟制造完整体系的虚拟工程技术公司（如下图1所示）。ESl是法国达索系统公司的全球战略合作伙伴（如图2所示），因此ESI正在将其产品集成到CATIAV5环境,例如必于CATlAV5的复合材料树脂注塑成型仿真软件PAM-RTM;图1ES!复合材料虚缴设计和虚拟机造完

4、整第决方案图2达索瘠统和ESI为JFK卜代V；JCATIA的康拉原型卬虚川制造斛决力案而建立描蹈介作伙伴X京3. SYSP1.Y复合材料设计、分析专业软件SYSP1.Y是设计、分析和优化电合材料结构的专业软件。SYSP1.Y可以帮助工程师通过静动力分析设计和险证史合材料部件。SYSP1.Y可以帮助企业加速设计流程，并通过削减材料奢侈和样机测试数目来达到降低成本的目的。笈令材料结构特性的评估.必须要考虑材料的多样性（包括增加鳖料、玻璃聚酯、碳环氧、）蛭窝或蜂窝芯材夹乂、碳一碳更合材料等）以及它们的原始力学性能（不匀称性和各向异性）。SYSP1.Y供应的踪合材料数据库为各种三维结构铺层材料定义带来

5、极大的便利，而它独特的组合功能为工程师进行快速设计评估和探讨带来很大的竞争优势,SYSP1.Y交互计算任何大量会展的总体等效机械属性，及用应力/件层失效和动态特性验证豆合材料部件的设计。3.1 .SYSP1.Y的市场定位SYSP1.Y是唯二一个特地用于复合材料结构设计和分析的工业有限元软件，涵盖了整个狂合材料流程徒的各个步骤，从几何建模起先，SYSP1.V使得工程师能对豆合材料零件进行快速设计和评估。而SYSP1.Y的材料数据库和铺层编辑器通过对层板堆置和等效力学性能的图形化显示使得建模更简单，SYSP1.Y供应了种特地吩咐语言（SI1.）,可以对一些特定的应用供应自动化和加速数据管理。将加载

6、条件和SYSP1.Y自动求解器紧密结合，进行最终校核所需的各种相关分析。3.2 SYSP1.Y求解器处理的问题SYSP1.Y求解器供应广泛地处理实力，它能够解决线性力学问题、非线性力学问题和动力学问题。SYSP1.Y解决的线性力学问题主要是静力学问题、热力学问题（如回弹分析）、屈曲分析以及热力耦合问题.SYSP1.Y解决的非线性力学问题主要是针对梁和壳单元的大位移问愿。以及结构的连接接触问题（如加接等）SYSP1.Y解决的动力学问题主要是特征模态分析、谐晌应分析及模态分析。3.3SYSP1.Y的分析流程SYSP1.Y是一个完整的软件包，从几何建模划分网格，到提交分析和后处理结果显示，都可以在一

7、个界面下完成。利用SYSP1.Y做复合材料结构设计分析的基本流程如下所示。3.4SYSP1.Y的显著优势1、CAD数据输入看出和网格划分实力SYSP1.丫内联的网格划分器能自动读入外部的CAD数据，并进行快速的几何清理和几何修更。能自动生成二维和三维网格，并以ASCll格式输出，可以对节点和单元进行分组，称为SUb-groups,边界条件和我荷条件可以定义在这些subgrOUPS上，以后的计嵬变成网格无关，可以在同一个有限元输入中反史运用。2、发合材料材料数据库管理后SYSP1.Y采纳了一个用于定义铺层特性的广泛的曳合材料数据库，结合用户友好的操作过程和先进的可视化特性，这个材料数据库管理港大

8、大简化了对身核材料的描述和操作：可以显示每个插入的层的方向和厚度。史合材料数据库管理器供应： 及外部数据库的沟通：连续性方程可以由铺层编辑器计算得到或干脆从外部数据源输入。 基于微观力学原理的预定义匀称化程序可以计芽纤维/基体等效特性（仅对单向层）：Hasin1MixtureRelation,Halpin-Tsai： 关于膜、完全和扭转的等效正交各向异性材料属性（极曲线）的图形显示。 交互的铺U编辑潘用丁铺展特性的定义.3、铺层编辑器铺层编辑器通过个等效力学特性的连续显示来生成一个图形化的铺层布置序列。铺层是通过单层板或了铺层来建立,没有层数限制.单层板的具体信息可以立刻检隹,而层板在某一点的

9、堆件可以通过横截面来显示。4、建模及单元形式广泛可用的单元（梁、壳、三维实体）能够让用户在设计过程的每一步都采纳最合适的方法。 用户自动利用一系列特地单元，例如壳类型单元模拟薄或厚区域.， 对特别计算，材料属性可以安排给实体单元，可以连同壳单元一起运用。 当计兜横向剪切应力时，全部相关桐合效应都包括在内。 多层三维单元等效弹性模量、剪切模M单层板,厚度，纤维方向5、复合材料库可以很便利地建立以压和夹U结构，将他们组合成困难的材料,并将它们储存在通用的或特地的数据库中供后续运用。6、特地的前处理SYSP1.Y简化了材料和几何的关联，通过包含自动铺层和卷绕选项来集成加工过程。在结构上层板的方向及铺

10、层方向解耦，两者都可以在壳维元上用图形显示。铺展的方向及网格关联的方向解糊，其物理方向可以用交互吩咐必UiIMr-*run/.r11也麻”三铺设基本铺设，纤维缠绕等基于几何的高级铺设7、材料敏感性分析 材料破感性模块：全部涉及层板定义的参数 铺层材料（增加类型，） 铺层序度（层数） 单层参考系的铺层角 通过合并参数自动产生一组构型。为进行说明，设汁者选择任何参数按肯定结果绘图或在构型空间导航来验证优化解。用SYSP1.Y用户能够轻松访问参数化功能来进行预先设计探讨。典型工程师优化曳合材料设计的须要。8、求解器求解功能SYSP1.Y供应广泛的单元种类使得用户可以在设计过程的每个阶段采纳恰当的方法

11、 多层二维和-：维单元 包含各种耦合效应的横向剪应力计免 二维和三维单元网格组合SYSP1.Y输出可以在不同的坐标系下进行：总体，局部，材料和层板。SYSP1.Y进行卜.列分析：线性力学（壳和实体）学学力力曲睁热屈动力学分析 特征模态 谐响应 模态分析非线性力学（仅壳）针对梁和克单元的大位移接触9、后处理：SYSP1.Y的多物理场后处理实力为深化了解铺层的力学特性供应了便利。通过膜、弯曲和扭转模块可以探讨特定的载荷条件。多亚失效准则法能供应各个连续层的等效应力值，通过显示沿厚度方向的应力值，设计人员可以快速找到危急区域,然后可以得到每层的临界失效结果。10、失效评估 对全部即-元类型的全部组件

12、的最大应力准则。 克/实体单元带用户自定义项的通用二次准则:Tsai-Wu1Tsai-HillHoffman,Hashin 依靠张/压响应的通用一次准则 用于识别壳单元临界失效的多班准则方法，Hashin判据可用于区分基体和纤维失效模式。 全部准则以平安系数化（归化）而非指数，为便于理解，可以进行理论比较（二次对最大应力、TSai对HaShin,） 通过层压板（对应的层）对随意点随意判据的临界值，可以用一个单条纹图对结构完整性进行快速评估。应力、应变和复原判据按缺省，壳单元按每各层板的上下面计算结果处理实力： 可以供应不同参考系统下的输出结果：总体、局部、材料、层 对层压板，结果的数Fi按需设

13、置 plyorthotropyframe,laminateframe,和elementframe显示应力和应变 应力、判据和临界层板数可以用条纹图、曲线图显示。11优化铺层和材料 SYSP1.Y包含一个特地对包合材料铺展和材料进行优化的模块OPT. 通过运用OPT,可以优化铺层的厚度、层数，从而优化重量。 通过运用OPT,可以优化铺层的纤维方向。 通过运用OPT,可以优化材料的力学性能，从而实现选择材料的作用。3.5SYSP1.Y的行业应用及胜利案例SYSP1.Y是设计、分析和优化优合材料结构的专业软件，它海盖了广泛的工程应用.匆合材料供应强大的机械性能同时又减轻了结构重量.然而，更合材料的设

14、计和加工的裔成本和困难性却经常抵消了运用这些材料带来的好处。运用SYSP1.Y,工程师可以在更合材料进行困难加工之前很便利地计算其铺层特性，诸如纤维缠绕，铺层等。SYSP1.Y帮助工程师优化结构，并时紧迫的制造过程利川史合材料的优势汽车工业航空航天在投资昂贵的制造工具前，利用SYSP1.Y,飞机/航天工程师能更好考查豆合材料被大型汽车制造商Grand引入高技术运动汽车和F1赛大型夏合材料结构的机械性能由ProstGrandPrix授权车，SYSP1.Y让用户速产生简化模型，于段层的模型并进行优化。便FI赛下降低25%的重量，同时增加40%的强度.宝马（BMW）公司利用SYSP1.Y对汽车结构优化，生产出新概念复合材料跑车座椅，胜利地减轻了重量，并提高了舒适度。SYSP1.Y使DDE公司设计的双体船CarOndimoni。”号在Com。Iake竞赛中获SYSP1.Y使DDE公司设计的巡航舰通风筒节约75%的出量胜。瑞士TORAYInd公司，利用SYSP1.Y设计高尔夫球杆3.6SYSP1.Y的国内主要用户成飞公司、哈飞公司，西飞公司，611所，603所，北航，38所，621所。625所。4软件性能指标SYSP1.Y对馔件环境要求不而，运用PemiUmlll60