4.5本章小结
本章首先对常用增强材料进行分析，以便更好的判断不同铺层方案对艇体成型质量的影响。对渗透率进行介绍，并根据实际生产条件，对艇体真空导入成型中导流布的渗透率采用试验方式计算，对预成型体和剥离层的等效横向渗透率采取经验模型进行求解。从渗透率的角度出发，以12m玻璃钢游艇为例，对不同铺层方案下的充模过程进行仿真，分析艇体质量，并对成型缺陷进行研究，得出最优铺层方案。
第5章面向艇体的真空导入成型工艺设计系统软件实现
5.1引言
在前面章节对艇体真空导入成型工艺的理论研究及关键技术分析的基础上，本章以Visual C++为平台进行面向艇体的真空导入成型工艺设计系统的开发.实现了对外部支撑软件的集成，并对软件主类的协作关系以及系统文件的存储进行规划，提高了设计效率及准确性，对实际生产有很大促进作用。
5.2系统软件结构
为了实现面向艇体的真空导入成型工艺设计系统的各项功能，对其软件结构进行构建，如图5-1所示。系统由不同的结构层组成，通过层次之间的调用实现功能的集成。使用这种结构可以有效地将工艺支撑、数值计算以及输入输出集成在统一的环境下，便于用户与系统之间进行交互式设计同时方
便系统改进升级。
针对每一层完成的功能，根据调用与被调用的关系，从基础功能到上层结构介绍如下：
(1)通用支撑层 本层并不是艇体真空导入成型工艺设计系统特有的，适用于所有CAPP系统，其作用是定义系统的通用框架及基本输入输出。
(2)系统知识层 本层为应用层提供工艺支撑，主要实现艇体主要参数、真空导入成型工艺基础数据、成型材料基础规格等多种参数的描述、存储及维护，有利于更好的进行工艺设计。
(3)系统应用层 该层是系统的主要功能层，负责系统大部分功能的实现，包括工艺设计、充模过程仿真、仿真结果评价与保存、生成物料清单、工艺清单等。
(4)外部软件支撑层 主要完成工艺设计的前期工作，为系统应用层提供数据支持，包括艇体几何模型的建立、艇体铺层数据规划、模具力学性能分析等。
(5)用户接口层 该层相当于进行艇体真空导入成型工艺设计的集成开发环境，主要由各种用户界面组成。在该层，用户可清晰的了解系统的主要功能，并根据所处环节处理各种输入输出数据，保证系统正确运行，最终得出工艺设计清单。
5.3系统软件实现模型及接口设计
5.3.1软件系统主类UML协作图
本系统利用VisualC++面向对象编程的特点完成系统功能的实现。通过对不同的功能建立相应的软件类，实现数据的输入输出及处理，其软件主类结构模型的UML协作图如图5-2所示。
项目管理类完成新任务的创建、修改、删除的任务，并根据系统功能给出工作流程，使得本系统容易入手。艇体信息类负责保存、编辑艇体的基本信息，包括艇体基本尺寸、艇体力学性能等。数据库操作类完成系统与基础知识库的数据交换，并将艇体信息类数据存入基础知识库。工艺设计类根据艇体信息类及基础知识库提供的知识并结合用户交互类，实现对艇体真空导入成型工艺设计的初步设计。将工艺设计类中的信息通过数据接口导入数值模拟软件进行仿真。仿真结果分析类完成仿真结果的保存、分析，并对存在的问题给出解决方法。参数修改类根据仿真结果类提供的信息，对工艺参数（浇注系统参数、铺层参数）进行改进，并再次进行数值模拟，直到最后结果满足标准指标。工艺表生成类实现艇体真空导入成型工艺的自动生成；物料清单生成类输出成型所需材料，并输入到下级部门。
5.3.2系统外部支撑软件接口设计
面向艇体的真空导入成型工艺设计系统在工作过程中，需要完成艇体几何建模、铺层设计、充模过程仿真等工作。此外，完整的工艺设计还应包括模具分析，由于时间限制，本课题对模具不做研究，但在系统中设有模具信息模块，以方便系统的升级。为了实现上述功能，本系统对几何建模软件Pro.E、网格模型划分软件HyperMesh、充模过程仿真软件PAM-RTM以及用于模具分析的ANSYS之间的数据交换进行研究。
Pro/Engineer软件以参数化著称，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位；ANSYS软件是覆盖了多个领域的通用有限元分析软件。两者之间的数据交换已经非常成熟，在本系统中通过将Pro/E中建立的模型导出为ANSYS能直接读取的IGES格式来实现两者之间的数据交换。另外，Pro.E与HyperMesh之间的数据交换也要借助于IGES格式文件，通过HyperMesh菜单栏文件命令下的import子面板实现。
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FiberSIM与PAM-RTM之间的数据交换是基于PAM-RTM对FiberSIM的集成。在PAM-RTM中，利用其文件菜单提供的导入FiberSIM铺层文件命令，可以非常方便的实现两者之间的数据交换。值得注意的是，导入的FiberSIM文件必须为XML格式。
为了在PAM-RTM中进行仿真计算，需要将HyperMesh生成的网格文件保存为bdf格式。由于PAM-RTM开放性较差，进行二次开发相对困难。为获取PAM-RTM中的仿真结果，本系统通过生成并修改存储PAM-RTM仿真结果的dtf文件来实现系统与PAM-RTM之间的数据交换。
5.3.3系统文件存储规划
面向艇体的真空导入成型工艺设计系统涵盖了从生产任务建立到工艺设计结果输出的整个过程，系统运行时将产生大量的文件。为了方便系统的管理和维护，对文件的存储路径进行统一规划，存储结构如图5-3所示。
首先在根目录上创建总的文件夹即项目文件夹。针对艇体真空导入成型艺过程的各个环节，在项目文件夹下创建相应的第二级文件或文件夹，包括项目信息、艇体几何模型、艇体分析模型、系统临时文件等重要文件以及模具信息文件夹、工艺参数文件夹、数值模拟文件夹、实验数据文件夹。然后，将浇注系统设置、铺层信息、树脂性能、增强材料性能、成型环境信息等数据文件存储于工艺参数文件夹；在数值模拟文件夹内存放充模、固化等仿真文件。实验数据文件夹用于存放艇体实际成型过程中的相关数据，为以后的工艺设计提供支持和范例。
5.4软件系统的主要界面与实例演示
5.4.1艇体真空导入成型工艺设计系统主界面
面向艇体的真空导入成型工艺设计系统主界面如图5-4所示。系统菜单栏提供常用的项目操作以及外部文档的输入输出等操作。在系统主窗口顶部有五个控件，使系统的使用者一目了然的查看系统的主要功能及工作流程：系统功能框图项使用户能够详细了解系统将要进行的工作；项目管理项则负责建立新的生成计划，并录入艇体信息；工艺设计项完成浇注系统、铺层方案、成型温度、真空度等艇体真空导入成型所需参数的设置；工艺模拟项通过脚本调用外部支持软件完成工艺仿真，并显示仿真结果，供用户进行分析和调用；数据库管理实现对项目、工艺设计结果等的存储和管理。
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