先进复合材料的数字化研制及自动化制造技术已经在国内外的航空航天、汽车、船舶及风电等行业得到了广泛的应用，目前市场上还缺少专门针对复合材料数字化研制的理论与实践相结合的专业书籍。本书根据达索系统最新技术方案及工程实践，全面、系统地介绍了先进复合材料的数字化设计、仿真、工艺、制造方法及应用案例，本书内容力求概念清楚、科学严谨、全面系统、图文并茂，并通过大量实例与插图帮助读者了解复合材料研制流程，掌握复合材料研制方法。
本书可供航空航天、汽车、船舶、风电等行业相关复合材料技术人员以及其他工程技术人员及研究人员参考，也可供与复合材料专业相关的高校及研究机构作为教材与辅导材料使用。

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达索系统官方与航空工业第一飞机设计研究院联合创作
汇集全球行业客户最佳工程方案与实践
复合材料数字化研制解决方案实战指南
打通复合材料设计、仿真、工艺、制造全流程数智化难点

本书兼顾复合材料学科的理论知识与实际工程应用。通过理论知识让读者建立基本学科理念，通过实际工程应用让读者真正将知识落实到型号研发工作中。既适用于初次接触复合材料学科的读者，用于了解复合材料学科及其工程应用，也适用于复合材料研发设计工程师、仿真工程师、工艺及制造工程师，为他们提供详细的流程和操作指导。同时也适用于正在构建复合材料数字化研发能力的各行业信息化部门，以全面建设新一代复合材料设计、分析、制造一体化能力。

前言
“一代飞机、一代材料”是近百年来航空领域材料与飞机一直相互推动、不断发展的写照。先进复合材料因其具有比强度与比刚度高、性能可设计、耐腐蚀性能好和易于整体成形等优点，自20世纪60年代以来，被广泛应用于航空航天、风电、汽车、船舶及其他多个行业。飞机结构件大规模使用复合材料，是现代飞机制造史上的一次革命性变化，复合材料应用比例是新一代大飞机安全性、经济性、舒适性和环保性的重要指标。随着国产大飞机及宽体客机、新一代航空航天飞行器及汽车轻量化战略的不断推进，我国复合材料规划用量不断扩大，对复合材料高效率、低成本的生产需求也越来越强，尤其是国家“十四五”规划进入稳步推进之年，这也将为包括原材料及高端装备等复合材料相关产业链带来广大的市场空间，同时对新一代复合材料数字化研制方式也提出了新的挑战。
当前，复合材料零部件的设计制造大多仍沿用传统的模拟量尺寸传递体系。数字化设计制造技术虽得到了实际应用，并取得了一定的效益，但基本处于以单个工具软件应用为主的孤立状态，尚未实现复合材料构件从原材料、设计、仿真、工艺、工装、制造到检测整个过程中的信息共享。尤其是多个阶段基于多个不同数据格式，未能实现依靠单个模型打通整个数字化设计制造环节，致使现有的数字化设计制造技术不能充分发挥其应有的作用。达索系统作为全球航空数字化与智能化解决方案的推动者，一直重点关注复合材料全流程的数智化。依托创新的3DEXPERIENCE平台，达索系统提供的复合材料解决方案，面向型号概念设计、初步设计、详细设计、工艺设计、制造及维护等，赋能复材设计、分析与制造一体化，成为3DEXPERIENCE端到端行业流程的重要组成部分。首次实现了基于单一模型、数字连续的复合材料研制流程，解决了长期困扰业内的难点问题。波音B787项目、空客A350XWB项目及全球领先企业的众多型号研制中，均采用了达索系统以CATIA、SIMULIA、DELMIA为核心的复合材料一体化解决方案，取得了明显的技术与经济效益。
本书缘起于复合材料在国内蓬勃发展的大好形势，长期以来，市场上缺少体系化的面向复合材料数字化研制的专业书籍及缺少有关经验总结。根据达索系统在复合材料研制方向的最新技术方案及在全球各行业客户中的最佳工程实践，本书全面、系统地介绍了达索系统在先进复合材料数字化设计、仿真、工艺、制造领域的方法及应用案例。本书内容力求概念清楚、科学严谨、全面系统、图文并茂，通过大量实例与插图帮助读者了解复合材料研制流程，掌握复合材料研制方法。
全书分4部分，共9章，主要内容如下：
第1部分（第1～3章）为基础篇：主要介绍了达索系统及3DEXPERIENCE基本情况，阐述了达索系统的行业解决方案及复合材料概念，同时也论述了复合材料数字化研制背景，帮助读者快速了解达索系统相关行业方案及复合材料相关基础知识。
第2部分（第4章）为复合材料数字化研发方案：全面介绍了达索系统在复合材料设计、仿真、工艺及制造领域的主要方案，旨在帮助读者系统了解复合材料数字化的主要内容。
第3部分（第5～8章）为复合材料一体化实践：主要结合实际案例重点论述了复合材料设计、仿真、工艺及制造的主要实现流程及操作步骤，旨在方便读者能够全面掌握复合材料研制方法与技巧，提高全过程复合材料应用实践能力。
第4部分（第9章）为综合案例：结合典型的复合材料零部件，系统论述了其铺层设计、仿真及数字化制造全过程，帮助读者进一步理解相关概念及流程，为在未来工作中实际应用打下坚实的基础。
本书由达索系统技术咨询部颜学专和航空工业第一飞机设计研究院周小波担任主编，温宏宇、王晓红担任副主编，其他参与编写工作的人员有：李红彬、唐欣欣、刘勇、原中晋、杨卫化、李亮。戴晶黎、曲卫刚、吴斌等为本书提供了技术指导。全书由刘看旺、丁岩、王健、王刚指导审阅，由李隽萱团队组织策划。
本书知识点配套建设了教学资源，请参考书后封底的说明获取对应内容的练习数据资源，专业辅导随时在你身边。
由于时间原因及编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请读者批评指正，以便在后续修订中予以不断完善。同时希望能借此书为载体，与广大从事复合材料及航空“数智化”相关工作的读者，针对更广泛的数字化及智能化在未来复合材料研制中的应用进行更多的交流与合作。
特别感谢航空工业第一飞机设计研究院在复合材料应用领域的专业指导与宝贵建议；感谢机械工业出版社的相关编辑人员为本书的出版所付出的辛勤劳动；感谢达索系统教育合作部及公司领导对本书及系列书籍的策划及关注。本书的完稿及顺利出版是所有相关人员共同努力的结果，感谢所有给予指导和帮助的人们。

达索系统官方与航空工业第一飞机设计研究院联合创作

目录
序言
前言
第1章 达索系统及解决方案介绍 1
1.1 3DEXPERIENCE平台介绍 1
1.2　行业数字化解决方案介绍 4
第2章 原材料及制造工艺 9
2.1　概述及分类 9
2.2　基体及增强材料 9
2.2.1　增强材料 10
2.2.2　树脂基体 14
2.2.3　蜂窝夹芯及其他辅料 15
2.3　复合材料制造工艺 16
2.3.1　制造工艺特点 17
2.3.2　制造工艺类型 17
2.4　加工及检测技术 21
2.4.1　加工技术 21
2.4.2　检测技术 22
2.5　我国复合材料发展现状及机遇 23
第3章 复合材料数字化研制背景 26
3.1　复合材料引领新一代装备 26
3.2　数字化研制的必要性 26
3.3　复合材料研制特点 28
3.4　复合材料智能化的主要内容 28
第4章 体验时代复合材料一体化研发方案 31
4.1　复合材料设计 31
4.1.1　 数字化复合材料设计的现状及面临的挑战 31
4.1.2　 基于3DEXPERIENCE平台的整体复合材料设计方案 32
4.2　复合材料仿真及优化 38
4.2.1　仿真与设计共享同一数据源 38
4.2.2　 铺层数据在设计与仿真之间的传递 40
4.2.3　结构化的网格管理 41
4.2.4　复合材料强度计算 43
4.3　复合材料生产准备 45
4.3.1　 数字化复合材料工艺的现状及面临的挑战 45
4.3.2　 基于3DEXPERIENCE平台的复合材料工艺方案 45
4.4　复合材料制造及数字化工厂 51
4.4.1　迈向复合材料智能制造 51
4.4.2　复合材料MBOM管理 53
4.4.3　工艺规划以及工时分析 53
4.4.4　3D作业指导 55
4.4.5　复合材料制造流程仿真 56
第5章 复合材料设计方法实践 61
5.1　操作界面 61
5.2　基本概念 66
5.3　复合材料设计准备 66
5.3.1　材料属性定义 67
5.3.2　复合材料设计参数 69
5.4　手动设计法 76
5.4.1　概述 76
5.4.2　生成铺层组 76
5.4.3　手动创建铺层 79
5.4.4　铺层审查分析 84
5.4.5　使用堆叠管理（快速调整铺层） 93
5.4.6　添加铺层限制以及对称 98
5.4.7　生成实体与上表面 103
5.4.8　创建增强夹芯（蜂窝） 107
5.4.9　 生成夹芯（蜂窝）上部铺层及实体 115
5.4.10　小结 119
5.5　区域设计法 120
5.5.1　概述 120
5.5.2　经典区域法- 斜坡过渡 120
5.5.3　经典区域法- 边界偏移 134
5.5.4　实体切片法 152
5.5.5　小结 159
5.6　网格设计法 159
5.6.1　概述 159
5.6.2　模型准备 160
5.6.3　定义网格面板 163
5.6.4　创建网格 169
5.6.5　生成虚拟堆叠 170
5.6.6　 由虚拟堆叠生成铺层与铺层调整 173
5.6.7　丢层管理 186
5.6.8　铺层尖角与材料添加 188
5.6.9　生成实体（上表面） 192
5.6.10　小结 196
第6章 复合材料仿真与验证实践 197
6.1　前处理 197
6.1.1　网格划分 197
6.1.2　属性数据 207
6.1.3　铺层数据的传递 210
6.1.4　连接关系 211
6.2　载荷及工况定义 219
6.2.1　“ Analysis Case”和“Load Case” 219
6.2.2　载荷 223
6.2.3　边界条件 226
6.2.4　接触条件 227
6.3　求解设置 232
6.3.1　输出请求 232
6.3.2　指定单元类型 232
6.3.3　运行仿真 232
6.3.4　运行仿真：位置 233
6.3.5　运行仿真：许可证 235
6.4　后处理 235
6.4.1　诊断查看器 235
6.4.2　结果存储 236
6.4.3　删除仿真结果 237
6.4.4　后处理界面 237
6.4.5　模型显示 237
6.4.6　自定义坐标系 238
6.4.7　云图显示设置 239
6.4.8　显示组 239
6.4.9　剖面显示 240
6.4.10　显示选项 240
6.4.11　云图颜色条 242
6.4.12　镜像和模式重复 242
6.4.13　动画 242
6.4.14　曲线显示 243
6.4.15　基于路径显示曲线 244
6.4.16　传感器 244
6.4.17　报告 244
第7章 复合材料生产准备 246
7.1　工艺模型准备 246
7.1.1　生成制造堆叠 246
7.1.2　定义制造边界 248
7.1.3　定义材料过剩 250
7.1.4　考虑制造回弹 255
7.1.5　小结 257
7.2　可制造性分析 257
7.2.1　手动铺放可制造性分析与剪口 257
7.2.2　编织工艺可制造性仿真分析 274
7.2.3　小结 281
7.3　铺层展平 281
7.4　铺层接头 283
7.4.1　铺层接头区域类型定义 283
7.4.2　创建3D铺层接头 284
7.4.3　创建2D铺层接头 285
7.4.4　应用材料宽度自动分割铺层 286
7.5　激光投影 287
7.5.1　定义激光投影仪 287
7.5.2　添加参考几何与说明 288
7.5.3　激光投影仿真（与导出） 289
7.5.4　小结 292
7.6　工程图纸 293
7.6.1　 复合材料零件2D图纸创成式视图应用 293
7.6.2　2D图纸中铺层信息引用 294
7.6.3　铺层工作表 301
7.6.4　小结 308
7.7　文件导出 308
7.7.1　铺层IGES/DXF导出 308
7.7.2　铺层XML导出 310
7.7.3　导出STEP铺层信息 310
7.7.4　小结 312
第8章 复合材料制造流程实践 313
8.1　复合材料MBOM管理 313
8.1.1　概述 313
8.1.2　关于MBOM 314
8.1.3　基于现有EBOM创建MBOM 315
8.1.4　创建MBOM结构 322
8.1.5　 从EBOM分配复合材料零件到MBOM 328
8.1.6　快捷工具使用汇总 331
8.1.7　小结 334
8.2　复合材料工艺规划 334
8.2.1　概述 334
8.2.2　创建系统及操作 335
8.2.3　分配MBOM到操作 338
8.2.4　关联数据的查看 340
8.2.5