5.4.2工藝設計實例
本文以12m玻璃鋼游艇真空導入成型工藝設計為例，演示系統(tǒng)運行過程。進入系統(tǒng)后，首先通過圖5-4了解系統(tǒng)總體功能。然后進入項目管理項，其界面如圖5-5所示。根據(jù)需要，可選擇打開原有項目或建立新的項目。本節(jié)以新建項目為例對系統(tǒng)操作進行演示。在新建項目控件中輸入項目名稱、設計人員、校核人員并設置存儲路徑，以便確定系統(tǒng)生成的文件夾位置。然后，根據(jù)項目要求錄入艇體基本信息，包括艇體全長、型寬、型深、法長、吃水、斜升角等數(shù)據(jù)。通過調(diào)用Pro.E建模軟件完成艇體幾何模型的建立，也可以直接導入存在的艇體模型。
完成新項目的創(chuàng)建并錄入艇體基本信息后，點擊工藝設計項進行切換,此時系統(tǒng)窗口界面如圖5-6所示。根據(jù)艇體真空導入成型工藝設計的需要，該界面主要分為四個部分：樹脂設置、纖維設置、鋪層結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)設置。設計人員根據(jù)所了解的工藝知識及實踐經(jīng)驗進行初步工藝設計。樹脂設置中，可以根據(jù)需要設定樹脂的粘度為常量或是時間、溫度的函數(shù)。纖維設置中，對所用增強材料進行編號，并保存其厚度、密度等基本參數(shù)。鋪層結(jié)構(gòu)設置中，分別對艇體底部區(qū)域及艇體側(cè)面區(qū)域進行鋪層設置，包括每一層所用增強材料編號及其鋪放角度。鋪層為從模具開始按由下到上的順序進行鋪設。澆注系統(tǒng)設置中，可根據(jù)艇體尺寸和形狀，結(jié)合以往設計經(jīng)驗，選擇道布置形式和澆口間距，并導入澆注系統(tǒng)設置模型，以更直觀的觀察流道和澆口分布。圖5-6所示為混合流道布置情況下，X=1500，Y=400時的澆注系統(tǒng)設置。
點擊工藝模擬項，利用工藝設計項初步設計的工藝參數(shù)進行仿真，以驗證是否正確，并對存在的缺陷進行更改。工藝模擬項分為兩個部分：仿真參數(shù)設置、仿真結(jié)果查看。
仿真參數(shù)設置主要是根據(jù)實際生產(chǎn)環(huán)境，設置成型溫度及真空度，并根據(jù)工藝設計中的鋪層方案，調(diào)用滲透率計算模塊得出艇體底板和艇體側(cè)面的滲透率。完成上述參數(shù)設置后，點擊“生成仿真腳本”，可以得到實現(xiàn)艇體充模過程仿真功能的軟件腳本。然后，可以進一步對腳本文件進行檢查，分析其材料屬性、真空壓力、澆注系統(tǒng)設置。檢查無誤后，開始進行工藝仿真。仿真結(jié)果查看部分可以根據(jù)需要調(diào)出仿真所得的充模過程、充模時間、壓力分布、溫度分布的云圖，并對成型結(jié)果進行評價。根據(jù)對模擬結(jié)果的分析評判此工藝參數(shù)下的成型質(zhì)量能否滿足要求，選擇生成工序表或返回工藝設計項，針對所存在問題重新修改工藝參數(shù)，直到仿真結(jié)果滿足要求。圖5-7所示為充模時間云圖，分析可知參數(shù)設置中存在問題，使其充模時間遠遠超過樹脂凝膠時間?？赏ㄟ^檢查工藝參數(shù)設置，重新進行模擬，直到成型質(zhì)量達標。
以上就是面向艇體的真空導入成型工藝設計系統(tǒng)進行工作的完整實例，完成了艇體成型工藝設計及仿真的任務。
此外，數(shù)據(jù)庫管理項是面向艇體真空導入成型工藝設計系統(tǒng)不可或缺的一部分。其主要工作是對工藝設計中所建立的項目文件庫、材料庫、鋪層方案庫、工藝知識庫進行管理，包括修改、刪除等操作。其界面如圖5-8所示。
5.5本章小結(jié)
本章完成了面向艇體的真空導入成型工藝設計系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。介紹了軟件系統(tǒng)主類的工作關(guān)系，并對系統(tǒng)與外部CAD/CAE軟件之間的數(shù)據(jù)交換問題進行研究，設置了系統(tǒng)文件的存儲路徑。最后，結(jié)合艇體真空導入成型工藝設計實例介紹了系統(tǒng)工作過程，驗證了系統(tǒng)的可行性。
結(jié) 論
針對艇體真空導入成型工藝中存在工藝設計效率低、成型周期長、成本高等問題，本論文以山東省中復西港艇體有限公司生產(chǎn)的12m玻璃鋼游艇為例，對艇體真空導入成型工藝進行分析，對成型過程中非常關(guān)鍵的澆注系統(tǒng)和鋪層方案進行優(yōu)化，并將計算機輔助工藝設計技術(shù)應用于艇體真空導入成型工藝設計。主要工作如下：
（1)結(jié)合真空導入成型工藝的原理，對實際生產(chǎn)中的艇體真空導入成型過程進行了細致分析，并建立了充模過程的數(shù)學模型。分析了工藝參數(shù)對成型過程和成型質(zhì)量的影響；列出了常見成型缺陷產(chǎn)生的原因，并給出了不完全填充、氣泡、干斑等缺陷的初步解決方案；得出了樹脂、增強材料、真空袋膜等成型材料的選擇原則。構(gòu)建了面向艇體的真空導入成型工藝設計系統(tǒng)功能框架，并設置其工作過程。
(2)利用Pro.E建立了12m玻璃鋼游艇的三維模型，模型簡化后，利用HyperMesh進行了三角形網(wǎng)格單元的劃分。對并行流道布置、魚刺型流道布置、混合流道布置這三種流道布置方式進行仿真，從充模時間、成型質(zhì)量、制造成本等角度比較得出最佳流道布置。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，在一定范圍內(nèi)離散的選擇了1 6組不同澆口間距布置，進行充模仿真，并利用插值擬合，以最短充模時間和最小成本為目標得出最優(yōu)澆口位置。
(3)分析了常用增強材料的性能，并建立了導流布和增強材料預成型體的滲透率求解模型。針對艇體不同區(qū)域鋪層結(jié)構(gòu)并不完全相同的特點，對不同鋪層方案進行仿真，分析仿真結(jié)果及其產(chǎn)生的缺陷，比較之后得出合理鋪層方案。
(4)建立了面向艇體的真空導入成型工藝設計系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，以Visual C++為平臺實現(xiàn)了外部支撐軟件的集成，完成了系統(tǒng)實現(xiàn)，并進行了實例驗證。
通過本課題的研究的進一步研究方向如下：
通過本課題的研究的進一步研究方向如下：
(1)由于質(zhì)量檢測技術(shù)的限制，真空導入成型工藝在厚度較大艇體的成型方面受到很大限制，其檢測技術(shù)亟需改進。
(2)由于時間限制，本文實現(xiàn)的面向艇體的真空導入成型工藝設計系統(tǒng)只是一個原型系統(tǒng)，系統(tǒng)功能以及工藝知識庫還需進一步改進完善。
魯ICP備2021047099號