一.       基于區域設計

基于區域設計爲用戶提供了更高的自由度，以及更加自動化的設計流程。用戶隻需要考慮在鋪敷曲面上如何劃分區域以及每個區域的目标層數或厚度，剩餘的工作Fibersim會協助您完成。區域（Zone）對象允許用戶将鋪敷曲面劃分成多塊，并且爲每個區域設置目标層數或厚度、層合闆規格，同時設置區域内每個鋪層的定義。用戶可以對區域使用區域過渡（Zone Transition）自動完成丢層設計。基于區域對象，用戶可以自動生成設計層（Layer）、夾心層（Core Layer），并對它們應用批量工具，如拼接組（Splice Group）、剪口組（Dart Group）等，最後再生成加工用的鋪層、夾心對象。此外，區域對象還能用于生成帶斜坡的IML内模面等自動化工具。基于區域設計需要Pro組合包以上。

基于區域設計整體流程：

1)定義材料規格和層合闆規格，分别用于不同區域的定義。

2)定義偏移規範和過渡區截面樣式，用于指定鋪層默認過渡規範。

3)定義區域或重疊區域。

4)生成設計層與夾芯層。

5)根據需要調整過渡區域樣式、應用拼接組、剪口組等對象。

6)生成加工用的鋪層和夾芯對象。

7)生成展開圖等加工制造數據并傳遞給下遊。

1. 區域（Zone）

區域是一塊用連續封閉曲線限制的，位于層合闆淨邊界内部的局部曲面。當使用區域時，要求所有區域加起來能完整覆蓋層合闆的淨邊界。區域的主要功能如下：

·可以直接應用設置好的層合闆規格。（層合闆規格内部已經定義好鋪層，它就像積木一樣可以被應用到需要的地方）

·設置當前區域的目标層數或厚度。

·可以手動在層合闆規格後繼續添加自定義材料規格。（每一個材料規格可以定義它的材料、方向、步驟、夾芯厚度以及鋪多少層，所以它能指導Fibersim如何生成設計層、鋪層，但并不等同于一個鋪層。如果該區域已經引用了定義好的層合闆規格，則新增的材料規格會自動跟随在層合闆規格其後。）

·當Fibersim生成設計層和夾芯層時，自動應用區域過渡，使較厚的區域像較薄的區域過渡。

·根據層合闆規範和自定義材料規格一鍵生成設計層和夾芯層。

圖1. 區域設置

此處，對于區域來講，有一個關鍵的工具名爲“區域到設計層分析”，它能根據設計完的區域生成對應的設計層和夾心層，以便于進行後續的工作，如生成加工對象等。

該工具支持多種方式，如隻生成設計層，或連同加工層一起生成，也可以隻執行檢查，或在生成前選擇不同的過渡規範等。最後的報告中會提示生成的結果，以及是否有對象生成失敗。

圖2. 區域到設計層分析工具

2. 區域過渡（Zone Transition）

區域過渡可以被應用于區域、重疊區域對象，它能指導Fibersim如何自動完成丢層設計。如下圖所示，彩色的線條是鋪層的邊界，區域過渡自動根據偏置距離等設置完成丢層。

偏移規範會影響區域過渡曲線偏置的距離，以及是否以2組、3組曲線進行每次偏置等。過渡區截面樣式則決定了區域過渡部分截面的樣子，如梯形形狀是正方還是倒置等。

圖3. 區域過渡對象設置

圖4. 區域過渡效果

此外，區域過渡的“修剪”選項卡提供了各種方式用于對區域過渡形狀進行修剪的方式，如下圖兩邊均通過角度來調整：

圖5. 區域過渡修剪效果

3. 過渡區臨近節點（Transition Adjacency Vertex）

當兩個區域過渡相交時，過渡區臨近節點可以将它們連接起來，防止出現鋪層之間交錯重疊。如下面示意圖所示，三條綠色的直線（ZT001、ZT002、ZT003）分别代表三個區域過渡，它們在紅色部分相較于一點，此時過渡區臨近節點TAV001将它們交彙于一處，指導Fibersim生成鋪層邊同時将多個過渡區域考慮進去，生成正确的邊界。

圖6. 過渡區臨近節點示意圖

4. 設計層（Layer）

注：該對象在17.2及以前的版本中和加工層同樣被譯爲鋪層，17.3經過了修正，分别譯爲設計層和加工層。

設計層從區域生成，它有着和加工鋪層相似的屬性設置，如材料、邊界等。它們是區域和加工鋪層之間的橋梁，你可以通過設計層使用拼接組和剪口組，此外設計層還可以被用于生成風機葉片的路徑鋪層。設計層的邊界會自動跟随區域的邊界變化，用戶可以通過設計層批量生成加工鋪層。

5. 夾芯層（Core Layer）

夾芯層和設計層類似，均從區域生成而來，可以用于生成實際的夾芯對象。

6. 拼接組（Splice Group）

拼接組相對于單個拼接對象而言，它用于設計層，可以一次性定義多條拼接曲線，并定義過渡區界面樣式和偏移規範。

7. 剪口組（Dart Group）

同樣是應用于設計層，剪口組和拼接組類似，它可以一次性包含多個剪口對象，使得它們可以被批量使用。

8. 材料規格（Material Specifications）

材料規格定義了材料、方向和層數，可以被重複應用于區域對象和層壓闆規格，用于指導Fibersim生成設計層。

它是基于設計的基礎，材料規格可被應用于層合闆規格或區域對象，分别以分組和散裝的方式給到區域。

材料規格會自動根據選擇的材料判斷是鋪層還是夾芯，如果是夾芯，則允許設置夾芯的厚度。

圖7. 材料規格設置

9. 層合闆規範（Laminate Specifications）

層合闆規範是一組預定義的材料規格，它自帶顔色選項，當使用它的區域被選中高亮時，會優先使用層合闆規範定義的顔色。層合闆規格和材料規格類似，可以像積木一樣被重複運用于各個區域或重疊區域對象。

圖8. 層合闆規範設置

10. 偏移規範（Offset Specifications）

偏移規範告訴Fibersim一組曲線應該如何偏移。偏移規範用于區域過渡（ZT）和拼接組對象中。利用偏移規範，區域過渡可以被移動，從而使斜坡部分被放置在指定位置。偏移的方式可以基于：距離、材料厚度、總距離、自定義、材料比例。同時可以設置單個鋪層偏移的距離，以及是否以多個鋪層爲一組進行偏置，過渡區定位則允許對過渡區域進行整體偏移。創建的偏移規範會被默認應用到新建的區域對象中。

圖9. 偏移規範設置

11. 過渡區截面樣式（Stagger Profile）

在基于區域過渡生成圖層邊界時使用，它決定了區域以何種樣式進行過渡，如線性遞增、線性遞減或自定義。自定義模式下，用戶可以指定具體哪些層進行丢層。

圖10. 過渡區截面樣式設置

12. 層合闆區域（Laminate Regions）

層合闆區域會和剪口、剪口組、拼接組産生邏輯關聯，Fibersim會在剪口、拼接延伸到禁止的區域時進行提示。

這些層合闆區域創建的目的是爲了在設計過程中進行預警。

層合闆區域分爲以下幾類：

·搭接拼接區域：表示該區域應該使用搭接拼接（Overlap Splices），它可以被應用于拼接組。（搭接的意思是，拼接的兩個鋪層在拼接處相互重疊一部分距離）

·非剪口區域：表示該區域禁止使用剪口。

·非拼接區域：表示該區域禁止使用拼接。

·非丢層區域：表示該區域禁止使用丢層。

·表面處理區域：表示該區域需要根據特定标注進行表面處理。

·配合曲面區域：表示該區域需要配合其他額外的複材對象。（對這些區域中的區域過渡和拼接處理，你可能有特殊規則）

·曲面偏移區域：表示該區域需要進行曲面偏移。

13. 曲面偏置（Surface Offset）

當完成區域、重疊區域定義之後，可以使用曲面偏置來生成IML内模面。Fibersim首先會根據區域、重疊區域定義的恒定厚度進行偏置，再根據區域過渡生成相應的斜坡面。用戶可以根據生成得到的這些面繼續進行縫合、裁剪等參數化建模操作。偏置的曲面能同時保持和複材設計與CAD建模的雙向關聯，即上下文關聯。當區域過渡等複材定義發生變化時，隻需更新曲面偏置對象即可完成後續更新。

圖11. 鋪敷曲面到内模面

二、總結

基于區域設計模式是Fibersim的高級模塊内容，它提供了一種不同的思路，使其能夠更直觀地有序地管理大量鋪層、厚度數據，并且批量的管理模式使其調整的成本也比需要逐個調整的基于鋪層設計模式更低。此外，批量使用的拼接組和剪口組、自動完成的區域過渡設計、基于區域的曲面偏置、大量配合使用的工具也能夠大量增加設計人員的效率。基于區域适用于多數較爲複雜或有明确區域厚度層數定義的産品，相比起基于鋪層設計，區域的效率提升非常明顯。