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，演示系統運行過程。進入系統后，首先通過圖5-4了解系統總體功能。然后進入項目管理項，其界面如圖5-5所示。根據需要，可選擇打開原有項目或建立新的項目。本節以新建項目為例對系統操作進行演示。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，以便確定系統生成的文件夾位置。然后，根據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、斜升角等數據。通過調用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,此時系統窗口界面如圖5-6所示。根據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、鋪層結構、澆注系統設置。設計人員根據所了解的工藝知識及實踐經驗進行初步工藝設計。樹脂設置中，可以根據需要設定樹脂的粘度為常量或是時間、溫度的函數。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。鋪層結構設置中，分別對艇體底部區域及艇體側面區域進行鋪層設置，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。澆注系統設置中，可根據艇體尺寸和形狀，結合以往設計經驗，選擇道布置形式和澆口間距，并導入澆注系統設置模型，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：仿真參數設置、仿真結果查看。
仿真參數設置主要是根據實際生產環境，設置成型溫度及真空度，并根據工藝設計中的鋪層方案，調用滲透率計算模塊得出艇體底板和艇體側面的滲透率。完成上述參數設置后，點擊“生成仿真腳本”，可以得到實現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、澆注系統設置。檢查無誤后，開始進行工藝仿真。仿真結果查看部分可以根據需要調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，并對成型結果進行評價。根據對模擬結果的分析評判此工藝參數下的成型質量能否滿足要求，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，直到仿真結果滿足要求。圖5-7所示為充模時間云圖，分析可知參數設置中存在問題，使其充模時間遠遠超過樹脂凝膠時間。可通過檢查工藝參數設置，重新進行模擬，直到成型質量達標。
以上就是面向艇體的真空導入成型工藝設計系統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，數據庫管理項是面向艇體真空導入成型工藝設計系統不可或缺的一部分。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
本章完成了面向艇體的真空導入成型工藝設計系統的軟件結構的構建。介紹了軟件系統主類的工作關系，并對系統與外部CAD/CAE軟件之間的數據交換問題進行研究，設置了系統文件的存儲路徑。最后，結合艇體真空導入成型工藝設計實例介紹了系統工作過程，驗證了系統的可行性。
結 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鍵的澆注系統和鋪層方案進行優化，并將計算機輔助工藝設計技術應用于艇體真空導入成型工藝設計。主要工作如下：
（1)結合真空導入成型工藝的原理，對實際生產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學模型。分析了工藝參數對成型過程和成型質量的影響；列出了常見成型缺陷產生的原因，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。構建了面向艇體的真空導入成型工藝設計系統功能框架，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、成型質量、制造成本等角度比較得出最佳流道布置。根據實際生產經驗，在一定范圍內離散的選擇了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。針對艇體不同區域鋪層結構并不完全相同的特點，對不同鋪層方案進行仿真，分析仿真結果及其產生的缺陷，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的軟件結構，以Visual C++為平臺實現了外部支撐軟件的集成，完成了系統實現，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)由于質量檢測技術的限制，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，其檢測技術亟需改進。
(2)由于時間限制，本文實現的面向艇體的真空導入成型工藝設計系統只是一個原型系統，系統功能以及工藝知識庫還需進一步改進完善。
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