一.       基于区域设计

基于区域设计为用户提供了更高的自由度，以及更加自动化的设计流程。用户只需要考虑在铺敷曲面上如何划分区域以及每个区域的目标层数或厚度，剩余的工作Fibersim会协助您完成。区域（Zone）对象允许用户将铺敷曲面划分成多块，并且为每个区域设置目标层数或厚度、层合板规格，同时设置区域内每个铺层的定义。用户可以对区域使用区域过渡（Zone Transition）自动完成丢层设计。基于区域对象，用户可以自动生成设计层（Layer）、夹心层（Core Layer），并对它们应用批量工具，如拼接组（Splice Group）、剪口组（Dart Group）等，最后再生成加工用的铺层、夹心对象。此外，区域对象还能用于生成带斜坡的IML内模面等自动化工具。基于区域设计需要Pro组合包以上。

基于区域设计整体流程：

1)定义材料规格和层合板规格，分别用于不同区域的定义。

2)定义偏移规范和过渡区截面样式，用于指定铺层默认过渡规范。

3)定义区域或重叠区域。

4)生成设计层与夹芯层。

5)根据需要调整过渡区域样式、应用拼接组、剪口组等对象。

6)生成加工用的铺层和夹芯对象。

7)生成展开图等加工制造数据并传递给下游。

1. 区域（Zone）

区域是一块用连续封闭曲线限制的，位于层合板净边界内部的局部曲面。当使用区域时，要求所有区域加起来能完整覆盖层合板的净边界。区域的主要功能如下：

·可以直接应用设置好的层合板规格。（层合板规格内部已经定义好铺层，它就像积木一样可以被应用到需要的地方）

·设置当前区域的目标层数或厚度。

·可以手动在层合板规格后继续添加自定义材料规格。（每一个材料规格可以定义它的材料、方向、步骤、夹芯厚度以及铺多少层，所以它能指导Fibersim如何生成设计层、铺层，但并不等同于一个铺层。如果该区域已经引用了定义好的层合板规格，则新增的材料规格会自动跟随在层合板规格其后。）

·当Fibersim生成设计层和夹芯层时，自动应用区域过渡，使较厚的区域像较薄的区域过渡。

·根据层合板规范和自定义材料规格一键生成设计层和夹芯层。

图1. 区域设置

此处，对于区域来讲，有一个关键的工具名为“区域到设计层分析”，它能根据设计完的区域生成对应的设计层和夹心层，以便于进行后续的工作，如生成加工对象等。

该工具支持多种方式，如只生成设计层，或连同加工层一起生成，也可以只执行检查，或在生成前选择不同的过渡规范等。最后的报告中会提示生成的结果，以及是否有对象生成失败。

图2. 区域到设计层分析工具

2. 区域过渡（Zone Transition）

区域过渡可以被应用于区域、重叠区域对象，它能指导Fibersim如何自动完成丢层设计。如下图所示，彩色的线条是铺层的边界，区域过渡自动根据偏置距离等设置完成丢层。

偏移规范会影响区域过渡曲线偏置的距离，以及是否以2组、3组曲线进行每次偏置等。过渡区截面样式则决定了区域过渡部分截面的样子，如梯形形状是正方还是倒置等。

图3. 区域过渡对象设置

图4. 区域过渡效果

此外，区域过渡的“修剪”选项卡提供了各种方式用于对区域过渡形状进行修剪的方式，如下图两边均通过角度来调整：

图5. 区域过渡修剪效果

3. 过渡区临近节点（Transition Adjacency Vertex）

当两个区域过渡相交时，过渡区临近节点可以将它们连接起来，防止出现铺层之间交错重叠。如下面示意图所示，三条绿色的直线（ZT001、ZT002、ZT003）分别代表三个区域过渡，它们在红色部分相较于一点，此时过渡区临近节点TAV001将它们交汇于一处，指导Fibersim生成铺层边同时将多个过渡区域考虑进去，生成正确的边界。

图6. 过渡区临近节点示意图

4. 设计层（Layer）

注：该对象在17.2及以前的版本中和加工层同样被译为铺层，17.3经过了修正，分别译为设计层和加工层。

设计层从区域生成，它有着和加工铺层相似的属性设置，如材料、边界等。它们是区域和加工铺层之间的桥梁，你可以通过设计层使用拼接组和剪口组，此外设计层还可以被用于生成风机叶片的路径铺层。设计层的边界会自动跟随区域的边界变化，用户可以通过设计层批量生成加工铺层。

5. 夹芯层（Core Layer）

夹芯层和设计层类似，均从区域生成而来，可以用于生成实际的夹芯对象。

6. 拼接组（Splice Group）

拼接组相对于单个拼接对象而言，它用于设计层，可以一次性定义多条拼接曲线，并定义过渡区界面样式和偏移规范。

7. 剪口组（Dart Group）

同样是应用于设计层，剪口组和拼接组类似，它可以一次性包含多个剪口对象，使得它们可以被批量使用。

8. 材料规格（Material Specifications）

材料规格定义了材料、方向和层数，可以被重复应用于区域对象和层压板规格，用于指导Fibersim生成设计层。

它是基于设计的基础，材料规格可被应用于层合板规格或区域对象，分别以分组和散装的方式给到区域。

材料规格会自动根据选择的材料判断是铺层还是夹芯，如果是夹芯，则允许设置夹芯的厚度。

图7. 材料规格设置

9. 层合板规范（Laminate Specifications）

层合板规范是一组预定义的材料规格，它自带颜色选项，当使用它的区域被选中高亮时，会优先使用层合板规范定义的颜色。层合板规格和材料规格类似，可以像积木一样被重复运用于各个区域或重叠区域对象。

图8. 层合板规范设置

10. 偏移规范（Offset Specifications）

偏移规范告诉Fibersim一组曲线应该如何偏移。偏移规范用于区域过渡（ZT）和拼接组对象中。利用偏移规范，区域过渡可以被移动，从而使斜坡部分被放置在指定位置。偏移的方式可以基于：距离、材料厚度、总距离、自定义、材料比例。同时可以设置单个铺层偏移的距离，以及是否以多个铺层为一组进行偏置，过渡区定位则允许对过渡区域进行整体偏移。创建的偏移规范会被默认应用到新建的区域对象中。

图9. 偏移规范设置

11. 过渡区截面样式（Stagger Profile）

在基于区域过渡生成图层边界时使用，它决定了区域以何种样式进行过渡，如线性递增、线性递减或自定义。自定义模式下，用户可以指定具体哪些层进行丢层。

图10. 过渡区截面样式设置

12. 层合板区域（Laminate Regions）

层合板区域会和剪口、剪口组、拼接组产生逻辑关联，Fibersim会在剪口、拼接延伸到禁止的区域时进行提示。

这些层合板区域创建的目的是为了在设计过程中进行预警。

层合板区域分为以下几类：

·搭接拼接区域：表示该区域应该使用搭接拼接（Overlap Splices），它可以被应用于拼接组。（搭接的意思是，拼接的两个铺层在拼接处相互重叠一部分距离）

·非剪口区域：表示该区域禁止使用剪口。

·非拼接区域：表示该区域禁止使用拼接。

·非丢层区域：表示该区域禁止使用丢层。

·表面处理区域：表示该区域需要根据特定标注进行表面处理。

·配合曲面区域：表示该区域需要配合其他额外的复材对象。（对这些区域中的区域过渡和拼接处理，你可能有特殊规则）

·曲面偏移区域：表示该区域需要进行曲面偏移。

13. 曲面偏置（Surface Offset）

当完成区域、重叠区域定义之后，可以使用曲面偏置来生成IML内模面。Fibersim首先会根据区域、重叠区域定义的恒定厚度进行偏置，再根据区域过渡生成相应的斜坡面。用户可以根据生成得到的这些面继续进行缝合、裁剪等参数化建模操作。偏置的曲面能同时保持和复材设计与CAD建模的双向关联，即上下文关联。当区域过渡等复材定义发生变化时，只需更新曲面偏置对象即可完成后续更新。

图11. 铺敷曲面到内模面

二、总结

基于区域设计模式是Fibersim的高级模块内容，它提供了一种不同的思路，使其能够更直观地有序地管理大量铺层、厚度数据，并且批量的管理模式使其调整的成本也比需要逐个调整的基于铺层设计模式更低。此外，批量使用的拼接组和剪口组、自动完成的区域过渡设计、基于区域的曲面偏置、大量配合使用的工具也能够大量增加设计人员的效率。基于区域适用于多数较为复杂或有明确区域厚度层数定义的产品，相比起基于铺层设计，区域的效率提升非常明显。