易碎盖铺层设计采用Fibersim软件进行铺覆性仿真，并生成加工数据。

图2-63　真空袋压工艺流程

2.6.3.1 铺层要素定义

1）贴膜面及设计边界

Fibersim中贴膜面确定铺层进行仿真的型面，设计边界确定铺层仿真区域位置，法向方向确定铺层累积方向。易碎盖贴膜面及设计边界如图2-64所示，为了保证易碎盖正面形貌不发生变化，将易碎盖的正面作为贴膜面。

2）坐标系及坐标原点

易碎盖铺层坐标系选择贴膜面几何中心点作为坐标原点，以两个分瓣之间的圆盘1/3分割线作为0°方向。

图2-64　易碎盖贴膜面及设计边界

2.6.3.2 铺层设计

1）详细铺层秩序

易碎盖根据厚度不同分为四个区域，如图2-65所示，数值代表铺覆的厚度，铺贴顺序由易碎盖正面向易碎盖背面铺覆。铺贴过程中尽量让铺层完整，因此易碎盖首先由1区域铺六层到2区域，然后1、2合成一个区域铺三层到4区域，3区域铺六层到4区域，之后1、2、3、4合成一个区域整层铺覆三层，铺层秩序如图2-66所示。

图2-65　铺层厚度

图2-66　铺层秩序

2）环形铺层设计

易碎盖铺覆过程中含有环形铺层，环形铺层与普通铺层具有一定的差异。

遵循Fibersim中创建局部铺层的原则，选取端盖铺贴面圆环边界线和圆环内的一点来定义圆环形铺层，如图2-67所示。经过此种方式定义，通过将圆环形铺层纤维间距仿真因子放小可做制造可行性分析，但进一步生成的圆环形铺层平面展开图为一个整圆，并非圆环轮廓，不符合实际制造需求。

图2-67　环形铺层

默认以层压板贴膜面边界为圆环形铺层的外边界，选取圆环内边线作为孔边界，同时选取圆环内一点来限定整个圆环形铺层，如图2-68所示。进一步生成的圆环形铺层平面展开图为圆环，但圆环形轮廓并不完全圆整光顺（图2-69）。

图2-68　外边界的选取

(www.daowen.com)

图2-69　不光顺的圆环

整铺层带孔及虚拟曲面辅助定义如下：创建一个虚拟表面，几何尺寸与边界和原始贴膜面保持一致，在圆环形内部没有任何结构特征即平面，如图2-70所示。整铺层带孔及虚拟曲面辅助展开图如2-71所示，圆环形轮廓完全且圆整光顺。

图2-70　虚拟表面的创建

图2-71　虚拟表面辅助展开

结合以上可知，整铺层带孔定义不光滑是因为Fibersim在运行铺层可制造性分析时，默认不识别孔边界信息，即按照整体贴膜面的结构型面进行铺层可制造分析。而且整个贴膜面具有较浅的凹凸台阶特征，一定程度上会影响整个铺层的铺覆性，导致纤维微小的变形和方向偏离，从而导致展开图轮廓不完全圆整光顺。在实际制造铺覆当中，遵循的顺序是下料时已将孔边界以内的材料切除，铺覆时只有一个圆环，因此圆环的轮廓或材料不会受孔边界内部的凹凸台阶影响而变形。

虚拟表面的仿真原理如下：在定义带孔边界的铺层时，创建并选取一个更加符合实际制造时铺层材料所要铺贴的表面来替代原始贴膜面，以规避原始贴膜面在铺层孔边界内的结构特征对铺层铺覆性的影响。在实际制造中，铺覆带孔的铺层材料时，确实无须考虑孔内结构特征的影响，因此Fibersim中虚拟表面的运用在该种形式的铺层定义下，能够更加贴合实际情况，分析出的结果和数据也更加精确、更加合理。

3）铺层铺覆性仿真

纤维间距因子选择0.3，进行铺覆性仿真，结果表明，所有铺层铺覆性良好，幅宽满足要求。根据三维Cross截面线，所有铺层秩序以及铺层区域满足设计要求。

2.6.3.3 数据输出

根据实际制造需要输出相应的数据。

1）铺层展开图

易碎盖铺层展开图如图2-72所示，轮廓边界无交叉，满足裁剪要求。

图2-72　铺层展开

铺层展开图可导出成DXF文件，每一层铺层分别保存一个文件。该文件数据可导入布料裁剪机进行自动下料。

2）铺层作业指导书

铺层作业指导书（图2-73）可以生成每一层的铺层工程图，其中包含了铺层展开图、铺层在贴膜面上的位置、铺层角度及手工铺覆方法等信息，以辅助工艺人员手工铺贴。

图2-73　铺层作业指导书

3）三维铺层信息

Fibersim可生成的三维截面图、三维取样注释、三维铺层信息表及相关数学模型。三维截面图表征铺层截面，三维取样注释表征了该点处的铺层信息，三维铺层信息表汇总了整个零件的铺层信息。图2-74为三维铺层信息表。

图2-74　三维铺层信息表