ESI PAM Composites 2018

PAM Composites 2018是ESI集团最新发布的一款先进复合材料制造仿真解决方案，专为加工和设计工程师打造。该CAE工具能够预测、分析并纠正制造过程中的潜在缺陷，优化工艺参数，降低制造缺陷，提高产品质量。它支持对连续纤维增强热固性树脂基复合材料的残余应力和变形进行预测，帮助用户掌握模具设计及制造过程。软件具备高效求解器，快速分析非等温填充、固化及树脂流动，适用于复杂的工业模型。新版加强了用户友好性与后处理功能，并具备准确模拟湿压缩成型和压缩树脂传递成型的能力，适应汽车与航空行业的需求。同时，PAM-FORM功能还可以跟踪制造过程中的缺陷，提供对层合板每一层的建模，优化工艺以改善最终产品。

软件功能

1.新功能包括精确模拟湿压缩成型或压缩树脂传递成型（C-RTM）等工艺的能力。 由于缩短了生产时间，汽车和航空工业正在积极分析这些过程。 

2.新功能还包括建模中的更多用户友好性以及用于热成型，固化，翘曲分析的新后处理功能。

3.装饰和热成型：分析干纺织品和预浸材料（有机片或纤维增强热固性材料）的悬垂性和热成形性，

PAM-FORM支持真实的模拟和预测干纤维布或预浸料的成型过程。此软件是基于与各行各业（汽车，航空，航天）的单位合作项目研发出来的。

4.支持工程师选择最合适的材料，正确的模具设计和最佳的工艺参数。在考虑成型过程的物理现象基础上，PAM-FORM支持用户预测和跟踪制造诱发的缺陷，比如褶皱，从而优化工艺参数修正缺陷。对层合板的每一层进行建模，从而支持用户预测成型过程中的内部褶皱或分层。这是一款现成的工业工具，用于辅助复合材料制造行业中的专业人员。

5.支持工艺工程师和设计工程师定义和优化：

（1）成型过程：冲压、热成型、隔膜成型、拉伸成型

（2）工艺参数：模具速度、压力、温度曲线、…

（3）模具的设计：通过预测（每一单层板或者层合板）

（4）褶皱

（5）桥接

（6）厚度

（7）纤维方向

（8）平面展开图

6.包含以下材料模型：UD、NCF、织物、干布、预浸料、热塑性或热固性树脂

软件特色

1.残余应力和几何扭曲的计算：预测复合材料零件的制造引起的残余应力和形状变形

2.支持预测连续纤维增强热固性树脂基复合材料构件在制造工艺过程中产生的残余应力和变形。

3.商业版软件在2013年9月第一次发布，是多年来在热-化学-力学分析中的研究和实验的结晶。它是由航空和风电行业的工业伙伴和项目共同支持研发出来的成果。在复合材料工艺成型过程中，热固性树脂基复合材料经历了一个固化过程，树脂从液态变为固态。这个热-化学过程导致的残余应力最终会使制件发生变形。

4.工艺导致的变形量预测

在大多数行业里，控制复合材料制件的几何变形量是一个关键的挑战：高性能的航空结构件有紧密度公差；满足公差要求对于装配而言非常重要，特别是对于风机叶片这种非常大的制件来说。软件可以作为昂贵且耗时的物理实验的替代方5.软件计算考虑了主要的影响因素的工件变形量，这些影响因素包括：层合板铺层、树脂热膨胀、固化收缩、固化温度和模具热膨胀。

6.从CATIA CPD到ESI解决方案的数据传输：CPD-to-ESI，将数据从CATIA CPD传输到ESI仿真解决方案软件

7.CATIA V5的解决方案

在CATIA V5环境下对复合材料制件进行设计和制造仿真分析的解决方案，ESI集团的CATIA V5 PLM，是指在PLM这个强大的建模环境下，直接给复合材料制件设计者提供一系列关于设计和制造问题的仿真解决方案的工具。

8.通过直接基于CATIA V5复合材料设计模块中的铺层定义进行模拟，大幅度的增加了生产力，

9.直接输出平面展开图、2D/3D转换等设计选项到数字制造机器上能够节省大量的时间。

10.完全整合的应用大幅度的降低了设计周期，支持模具设计和模拟结果直接进行链接。

11.用户从强大的CATIA V5 3D-PLM合作的工程环境下直接受益。

12.这些模块通过将材料信息（如剪切，温度和固化程度）从过程的一个阶段转移到下一个阶段进行相互通信。

13.您可以将制造结果转移到结构分析中，用于竣工而不是按设计的结构分析。由于采用了这种工艺/设计方法，您可以最大限度地减少设计余量并优化产品的重量减轻。

PAM Composites 2018使用帮助

CAD导入

1.CAD数据的导入在Visual-Mesh应用程序中完成。 Visual-Mesh也是用于曲面网格生成，基本CAD操作（基础曲面创建，CAD清理，曲线创建等）的应用程序。

2.CAD数据可以保存在视觉失真模型中，以保持模型的历史。

网格导入：

1.可以从Visual-Distortion应用程序中为最常见的网格格式导入网格物体：

CAEDS：.unv

PAM-CRASH：.pc

Nastran：.nas，.dat，.bdf，.BLK

STL：.stl

Visual-Mesh应用程序支持其他网格格式。

网格菜单

1.网格菜单存在于Visual-Distortion应用程序中。该菜单专用于以下操作：

2.网格操作：移动节点，拆分元素...

3.网格创建：创建节点，元素...

4.此菜单包含Visual中可用的所有选项以创建3D网格（实体元素）。

5.此菜单中集成了名为Laminate mesh的复合材料的特定选项。此选项基于Layer Design Manager中现有的2D网格和堆叠定义创建3D网格。

与设计链接

1.可以导入来自复合设计应用程序的文件，以便在Visual-Distortion中检索堆叠定义。支持来自CATIA V5 CPD-to-ESI插件和Fibersim的XML文件。

2.这些文件包含定义层几何的外壳网格（每层为一个网格）。它们可以通过视觉失真中的Distortion / Import draping files选项导入。在导入这些文件之前，模型中应该已经存在2D外壳网格或3D实体网格。导入包括将XML的壳网格映射到当前模型的几何图形，检索在XML和玫瑰花结中定义的材料（仅用于CPD到ESI XML）。所有这些信息都在图层设计管理器中收集。

单位管理

用户必须指定XML文件的单位。这是在映射期间用于缩放目的的XML中的shell网格的长度单位。缩放是使用工具/单位中定义的长度单位完成的，因此应在运行导入前正确设置。

造型

支持的元素

仅支持3D（实体元素）建模，元素类型应如下所示：

1.复合材料部件（通过层设计管理器分配）可以包含Tetra（4个节点），Penta（6个节点）和Hexa（8个节点）单元。

2.具零件（通过零件管理器分配）可能包含Tetra（4个节点），Penta（6个节点）和Hexa（8个节点）单元。

建模方法学

在PAM-DISTORTION中，可能有两种建模类型：

1.使用层压板属性的模型

运行失真模拟时，建议使用叠层分配。这意味着属于一个层压板的所有元件都具有相同的特性。这种方法不考虑由非对称层压板产生的耦合效应。采用这种方法，必须使用以下啮合要求：最大纵横比为20（平面内和透过厚度网格尺寸之比）此准则用于稳定性目的。计算过程中较大的比例可能会导致稳定性问题。半径90°的6个元素（每15°1个元素）这个标准被用来获得几何形状的良好离散化和曲率中的应力的良好预测。5个元素穿过厚度，这个标准用于很好地预测平面外剪切和弯曲行为。

2.使用层的属性模型：

在某些情况下，不能使用使用层压板属性的模型（即非对称层压板），并且可以使用通过层板属性的方法。这种类型的方法需要通过一层固体元素对每层复合材料进行建模。这可能导致非常大的模型达到解算器极限。这就是为什么建议使用层压法的原因。采用这种方法时，必须使用以下网格划分要求：最大纵横比为20（平面内和透过厚度网格尺寸之比）

此准则用于稳定性目的。计算过程中较大的比例可能会导致稳定性问题。半径90°的6个元素（每15°1个元素），这个标准被用来获得几何形状的良好离散化和曲率中的应力的良好预测。每层复合材料1层固体元素，这个标准被用来有可能为复合材料的每一层分配铺层性质和角度。

多阶段计算

1.可以在PAM-DISTORTION中链接模拟，例如固化过程中（零件在模具中时）和固化后（零件未模制时）的变形。

2.链接通过定义模拟类型在模拟参数中完成。如果模拟是固化后的变形，则用户必须指定前一阶段的模型（固化模型期间的变形）。

3.在多阶段计算的情况下，每个阶段的vdb模型应该是相似的。这意味着它们应该包含相同的零件，并且零件应该在不同的型号中保持相同的名称。

部件停用

1.固化模拟后可以在失真的情况下关闭一些部件。这种停用在不同情况下很有用：

2.关闭模具：在模具与模型啮合的情况下，在固化后的变形过程中停用模具以便仅获得没有模具相互作用的部分的变形是有趣的。

3.零件的修整/加工：在固化过程后修整或加工零件。这些区域需要放在不同的部分，以便能够停用它们。

治愈模拟先决条件

1.PAM-DISTORTION计算固化过程中产生的应变和应力。用户必须在模拟参数菜单中指定固化模拟的ERF文件。用于失真分析的固化模拟应遵循以下一些先决条件：零件的最终温度应该是均匀的（没有温度梯度）并且等于室温，以便完全扭曲零件。这可能需要运行更长的固化模拟时间。如果在固化和扭曲模拟过程中对模具进行建模，则应在零件和模具之间的界面处使用HTC界面。这意味着网格应该在界面处的固化模拟中断开。可以通过网格/元素操作/分离元素很容易地完成网格的断开连接。由于PAM-DISTORTION中不支持机械接触，所以应在失真模型的接口处连接网格。

等静压锁定

1.锁定条件需要在每个失真模拟中进行定义，即使用户想要模拟零部件的扭曲而没有任何限制（部件未成型）。在这种情况下，用户需要定义等静压锁定条件。等静压锁定条件意味着零件可以自由变形（无约束），但零件的刚体运动（3个平移和3个旋转）被锁定。等静压条件可以通过以下步骤来定义：

 尽可能选择3个节点（分别命名为N1，N2，N3）。

通过选择N1，N2，N3来创建坐标（需要遵守节点选择的顺序）。

2.它使用以下轴创建坐标系：

轴X是N1N2载体

轴Z与N1N2N3平面正交

轴Y被定义为获得右手坐标系

3.使用刚刚创建的坐标系定义锁定条件：

N1锁定在X，Y和Z上

N2被锁定在Y和Z上

N3锁定在Z中

等静压条件在模型中有明确的定义是非常重要的，否则它会过度限制部件并影响结果

单位管理

视觉失真管理不同级别的单位系统

材料属性：可以在不同的单位系统中定义一种材料的每个属性。

工艺条件：可以在不同的单元系统中定义工艺条件。

模型的几何形状：可以使模型的几何形状以米，厘米，毫米，英尺或英寸为单位。模型长度单位通过Visual-Distortion应用程序中的工具/单位定义。

不同级别之间不需要一致性。这意味着用户可以在CGS单元系统中定义材料属性，其中过程条件为SI，模型以英寸为单位

当启动计算或使用写入求解器输入功能时，Visual-Distortion通过将整个模型（材料属性，工艺条件，几何图形）转换为SI单位系统来生成求解器输入。

这意味着解算器生成的ERF文件是以SI为单位的。

目前在PAM-DISTORTION模拟的后处理中没有单位管理。

材料特性

变形环境中的材料数据库可访问以下材料的定义：

树脂：树脂材料可用于材料编辑器中的层合特性计算。

纤维：纤维材料可用于材料编辑器的层强度计算。

层：使用层设计管理器将层材料用于模型中的材料分配。可以从材质编辑器计算属性（以前使用板材表征完成）。

核心：使用零件管理器在模型中分配材料的核心材料。

模具：使用零件管理器在模型中分配材料的模具材料。

性是为复合材料的不同方向定义的。