开发玻璃钢管道与容器设计软件(CAD)的意义

    复合材料层合板的设计过程存在着同传统金属结构设计不同的阶段。例如,复合材料的结构设计有许多种可能的材料组合,而且,材料的各向异性力学行为在设计阶段是能通过选择特定的纤维方向和叠层次序就确定了的。虽然有限元程序能够用来对复合材料进行分析,但是却不能够涵盖所有涉及复合材料具体设计和分析方面。因此,还需要专业化的复合材料设计工具来对复合材料进行设计。
1、提高设计效率
实际应用表明,计算机辅助设计技术能大大提高复合材料产品的设计效率。以美国波音公司777机的研制为例:采用新技术使研制周期缩短50%,出错返工率减少75%,成本降低25%。
2、计算准确
    璃钢管道与容器均属于回转型容器,为轴对称图形,比较容易采用解析公式进行计算,从而得到解答,但对于一些复杂容器如塔器、烟囱等则适于利用有限元分析计算,其计算结果更为准确。
这样我们可以直观地看到大应力、大变形以及其所在位置。从而有针对性地进行加强。
3、设计规范
    我们有的企业拿到了非金属压力容器、压力管道设计许可证,在培训过程中我体会深的就是规范化要求,参照标准要规范、计算过程要规范、设计文件也要规范。
(1)参照标准规范化
    常言说“没有规矩不成方圆”,设计参照的标准必须要统一,现在针对玻璃钢夹砂管道陆续出台了CECS190管道设计标准和GB21238管道产品标准,取代了以前的JC838和CJ3079以及JC695三个标准。玻璃钢容器目前执行的还是HG20696设计标准,和JC587产品标准,针对玻璃钢容器也在编制新的标准。
(2)计算过程规范化
    复合材料的离散性很大,安全系数的取值范围很广,从4―10,甚至更大,材料的性能参数取值范围也很广,不同的厂家设计结果相差很远,报价也相差很大,即便同一厂家不同设计人员设计结果也不尽相同。而采用CAD设计,可以把很多参数固定下来,在与实际检测结果相比照后再进行统一修订,保证了设计过程的统一。
(3)设计文件规范化
    玻璃钢管道与容器设计文件一般包括计算书,设计图纸、铺层工艺单、材料消耗表、力学性能表等文件。
4、丰富的数据库支持
    工程数据库是CAD系统的核心。它主要是对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、图像、文档等进行存储和管理。对于工程技术人员来讲,大量的标准、规范、计算公式是很难记住的,如果每次设计时再去查找既费时费力,而且不一定都能够找到,因此工程数据库就是必须和必要的。
    以树脂选材而言,这是每一个设计人员经常遇到的问题,目前市场上树脂的品种不下千种。只有利用先进的数据库管理技术才能满足在设计时方便查找的需要。
    常用的数据库有:树脂防腐蚀数据库、纤维材料数据库、法兰数据库、标准数据库等。