4.5本章小結
本章首先對常用增強材料進行分析，以便更好的判斷不同鋪層方案對艇體成型質量的影響。對滲透率進行介紹，并根據實際生產條件，對艇體真空導入成型中導流布的滲透率采用試驗方式計算，對預成型體和剝離層的等效橫向滲透率采取經驗模型進行求解。從滲透率的角度出發，以12m玻璃鋼游艇為例，對不同鋪層方案下的充模過程進行仿真，分析艇體質量，并對成型缺陷進行研究，得出最優鋪層方案。
第5章面向艇體的真空導入成型工藝設計系統軟件實現
5.1引言
在前面章節對艇體真空導入成型工藝的理論研究及關鍵技術分析的基礎上，本章以Visual C++為平臺進行面向艇體的真空導入成型工藝設計系統的開發.實現了對外部支撐軟件的集成，并對軟件主類的協作關系以及系統文件的存儲進行規劃，提高了設計效率及準確性，對實際生產有很大促進作用。
5.2系統軟件結構
為了實現面向艇體的真空導入成型工藝設計系統的各項功能，對其軟件結構進行構建，如圖5-1所示。系統由不同的結構層組成，通過層次之間的調用實現功能的集成。使用這種結構可以有效地將工藝支撐、數值計算以及輸入輸出集成在統一的環境下，便于用戶與系統之間進行交互式設計同時方
便系統改進升級。
針對每一層完成的功能，根據調用與被調用的關系，從基礎功能到上層結構介紹如下：
(1)通用支撐層 本層并不是艇體真空導入成型工藝設計系統特有的，適用于所有CAPP系統，其作用是定義系統的通用框架及基本輸入輸出。
(2)系統知識層 本層為應用層提供工藝支撐，主要實現艇體主要參數、真空導入成型工藝基礎數據、成型材料基礎規格等多種參數的描述、存儲及維護，有利于更好的進行工藝設計。
(3)系統應用層 該層是系統的主要功能層，負責系統大部分功能的實現，包括工藝設計、充模過程仿真、仿真結果評價與保存、生成物料清單、工藝清單等。
(4)外部軟件支撐層 主要完成工藝設計的前期工作，為系統應用層提供數據支持，包括艇體幾何模型的建立、艇體鋪層數據規劃、模具力學性能分析等。
(5)用戶接口層 該層相當于進行艇體真空導入成型工藝設計的集成開發環境，主要由各種用戶界面組成。在該層，用戶可清晰的了解系統的主要功能，并根據所處環節處理各種輸入輸出數據，保證系統正確運行，最終得出工藝設計清單。
5.3系統軟件實現模型及接口設計
5.3.1軟件系統主類UML協作圖
本系統利用VisualC++面向對象編程的特點完成系統功能的實現。通過對不同的功能建立相應的軟件類，實現數據的輸入輸出及處理，其軟件主類結構模型的UML協作圖如圖5-2所示。
項目管理類完成新任務的創建、修改、刪除的任務，并根據系統功能給出工作流程，使得本系統容易入手。艇體信息類負責保存、編輯艇體的基本信息，包括艇體基本尺寸、艇體力學性能等。數據庫操作類完成系統與基礎知識庫的數據交換，并將艇體信息類數據存入基礎知識庫。工藝設計類根據艇體信息類及基礎知識庫提供的知識并結合用戶交互類，實現對艇體真空導入成型工藝設計的初步設計。將工藝設計類中的信息通過數據接口導入數值模擬軟件進行仿真。仿真結果分析類完成仿真結果的保存、分析，并對存在的問題給出解決方法。參數修改類根據仿真結果類提供的信息，對工藝參數（澆注系統參數、鋪層參數）進行改進，并再次進行數值模擬，直到最后結果滿足標準指標。工藝表生成類實現艇體真空導入成型工藝的自動生成；物料清單生成類輸出成型所需材料，并輸入到下級部門。
5.3.2系統外部支撐軟件接口設計
面向艇體的真空導入成型工藝設計系統在工作過程中，需要完成艇體幾何建模、鋪層設計、充模過程仿真等工作。此外，完整的工藝設計還應包括模具分析，由于時間限制，本課題對模具不做研究，但在系統中設有模具信息模塊，以方便系統的升級。為了實現上述功能，本系統對幾何建模軟件Pro.E、網格模型劃分軟件HyperMesh、充模過程仿真軟件PAM-RTM以及用于模具分析的ANSYS之間的數據交換進行研究。
Pro/Engineer軟件以參數化著稱，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位；ANSYS軟件是覆蓋了多個領域的通用有限元分析軟件。兩者之間的數據交換已經非常成熟，在本系統中通過將Pro/E中建立的模型導出為ANSYS能直接讀取的IGES格式來實現兩者之間的數據交換。另外，Pro.E與HyperMesh之間的數據交換也要借助于IGES格式文件，通過HyperMesh菜單欄文件命令下的import子面板實現。
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FiberSIM與PAM-RTM之間的數據交換是基于PAM-RTM對FiberSIM的集成。在PAM-RTM中，利用其文件菜單提供的導入FiberSIM鋪層文件命令，可以非常方便的實現兩者之間的數據交換。值得注意的是，導入的FiberSIM文件必須為XML格式。
為了在PAM-RTM中進行仿真計算，需要將HyperMesh生成的網格文件保存為bdf格式。由于PAM-RTM開放性較差，進行二次開發相對困難。為獲取PAM-RTM中的仿真結果，本系統通過生成并修改存儲PAM-RTM仿真結果的dtf文件來實現系統與PAM-RTM之間的數據交換。
5.3.3系統文件存儲規劃
面向艇體的真空導入成型工藝設計系統涵蓋了從生產任務建立到工藝設計結果輸出的整個過程，系統運行時將產生大量的文件。為了方便系統的管理和維護，對文件的存儲路徑進行統一規劃，存儲結構如圖5-3所示。
首先在根目錄上創建總的文件夾即項目文件夾。針對艇體真空導入成型藝過程的各個環節，在項目文件夾下創建相應的第二級文件或文件夾，包括項目信息、艇體幾何模型、艇體分析模型、系統臨時文件等重要文件以及模具信息文件夾、工藝參數文件夾、數值模擬文件夾、實驗數據文件夾。然后，將澆注系統設置、鋪層信息、樹脂性能、增強材料性能、成型環境信息等數據文件存儲于工藝參數文件夾；在數值模擬文件夾內存放充模、固化等仿真文件。實驗數據文件夾用于存放艇體實際成型過程中的相關數據，為以后的工藝設計提供支持和范例。
5.4軟件系統的主要界面與實例演示
5.4.1艇體真空導入成型工藝設計系統主界面
面向艇體的真空導入成型工藝設計系統主界面如圖5-4所示。系統菜單欄提供常用的項目操作以及外部文檔的輸入輸出等操作。在系統主窗口頂部有五個控件，使系統的使用者一目了然的查看系統的主要功能及工作流程：系統功能框圖項使用戶能夠詳細了解系統將要進行的工作；項目管理項則負責建立新的生成計劃，并錄入艇體信息；工藝設計項完成澆注系統、鋪層方案、成型溫度、真空度等艇體真空導入成型所需參數的設置；工藝模擬項通過腳本調用外部支持軟件完成工藝仿真，并顯示仿真結果，供用戶進行分析和調用；數據庫管理實現對項目、工藝設計結果等的存儲和管理。
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