引进推出-纤维缠绕工艺设计仿真软件CADWIND

根据北京创联智软科技有限公司的长远发展与规划，引进推广纤维缠绕工艺设计仿真软件CADWIND。该软件是目前世界上众多客户选择使用的复合材料纤维缠绕工艺设计仿真工具软件，主要用于纤维缠绕的线型设计、缠绕程序的自动编程，产品设计的结构分析，帮助用户建立不滑纱稳定的缠绕线型、生成平稳高效的数控缠绕程序、实现可靠安全的复合材料产品设计。

软件适用的缠绕制品包括轴对称几何形状的管件、压力容器、球体、锥体、储罐，以及非轴对称几何形状的矩形截面直管、椭圆截面直管、弯管、T形件等。软件适用2-6轴数控纤维缠绕机床或工业机器人，数控系统支持 发那科（FANUC）、西门子（SIMENS)、多轴控制数控系统（PMAC）、库卡工业机械人数控系统（KUKA）等。

一、计算模型

CADWIND软件的计算模型包括有限元的几何芯模模型、测地线和非测地线的缠绕线型模型、基于运动学方程的缠绕程序计算模型、基于经典层合板理论的复合材料产品设计模型，它比通常的分析几何方法更为强大，历经25年以上的工业验证，可以真实仿真纤维与芯模之间的物理摩擦力学关系。应用缠绕摩擦模型，可以在缠绕制品不同区域设计出具有不同缠绕角的缠绕线型；例如帆船桅杆在风力作用下沿轴方向不同位置受力不同，利用变缠绕角设计桅杆轴向刚度可以更好地发挥纤维缠绕帆船桅杆产品的市场竞争力。

二、线型设计

CADWIND软件的缠绕线型算法包括环向缠绕、螺旋缠绕、非测地线缠绕、平面缠绕、层间过渡缠绕和T形件缠绕。软件的螺旋缠绕算法提供推荐线型列表选择功能，用户可以根据线型参数方便地进行理论螺旋缠绕线型设计；软件也提供了线型闭合选项功能，用户可以设计出指定线型切点的缠绕线型。软件的非测地缠绕可以充分考虑缠绕纤维与芯模之间的摩擦力学问题，允许几何芯模上纤维轨迹（落纱点轨迹）的偏离测地线理论轨迹（曲面上的两点间距离最短），可以给出更宽泛可行的缠绕线型设计方案。软件的物理摩擦模型，可以方便地设计出变缠绕角的缠绕线型和等厚缠绕线型，满足某些特殊缠绕产品的设计要求。

CADWIND软件的缠绕线型计算分析结果，包括线型切点、缠绕圈数、覆盖度、缠绕角偏离度、缠绕长度、缠绕层厚度、缠绕层重量、纤维消耗量等。软件具有纤维缠绕增厚后的几何芯模自动更新功能；软件提供有限元缠绕层数据输出接口，输出数据包括几何网格单元、缠绕铺层结构、缠绕角、缠绕厚度。

三、缠绕程序

CADWIND软件的缠绕程序生成功能，基于绕丝头包络轨迹、缠绕速度控制、机床运动参数、数控语言格式等参数进行缠绕程序自动编程计算。绕丝头包络轨迹模式包括恒定悬纱长度、开放圆柱包络、封闭圆柱包络、芯模轮廓包络；缠绕速度控制模式包括最小缠绕时间、恒定送纱速度、恒定芯模转速。机床运动参数设置包括各轴行程、速度、加速度参数。数控语言格式包括 发那科（FANUC）、西门子（SIMENS)、多轴控制数控系统（PMAC）、库卡工业机械人数控系统（KUKA），以及用户自定义数控语言格式输出。

CADWIND缠绕程序的运动分析功能，提供各轴连续插补运动的时间-位移，时间-速度，时间-加速度曲线图，通过运动曲线图分析各轴运动的平稳性、光顺性，以及缠绕生产效率。

四、机床仿真

CADWIND软件的机床运动仿真功能，基于三维可视化纤维缠绕过程进行仿真，虚拟再现数控缠绕机床各轴运动和纤维缠绕到芯模上的全过程；可以实时显示缠绕过程中的机床各轴坐标数据和几何芯模落纱点坐标数据；并且提供运动超限位报警信息，以防止绕丝嘴运动过程中发生与机床、芯轴碰撞的危险情况。

五、产品设计

CADWIND软件的辅助产品设计功能，包括有限元软件数据接口和层合材料设计计算工具软件。软件可以将所有缠绕层必要数据输出到有限元结构强度分析软件中，这是计算、分析纤维缠绕产品力学性能的必需功能。有限元软件数据接口功能，可以输出几何芯模网格单元，缠绕铺层结构，纤维缠绕角度，纤维缠绕厚度。CADWIND的DESIGN PACK还包括COMPOSITE STAR 层合材料设计计算软件。

编辑：周威
2011年六月七日