真空导入成型工艺的广泛应用和其特有的成型优势是分不开的。与传统的开模成型工艺相比，真空导入成型的优点[21,22]体现为：
(1)机械性能高 在相同成本下，真空导入成型制件的强度、刚度或硬度较之手糊成型制件可提高1.5倍以上。
(2)重复性好 通过设置真空度，可以在一定程度上控制树脂和纤维的比例，使成型构件具有高度一致性。
(3)成本低 树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。尤其对于大型加筋结构，材料和人工的节省相当可观。
(4)环保 开模成型时，苯乙烯的挥发量高达35%～45%；真空导入成型中，挥发性有机物和有毒物质均被局限于真空袋中，有效的避免了对环境的污染和对人身健康的危害。
此外，与传统的RTM工艺相比[23,24]，真空导入成型只需要单面刚性模具，制品尺寸和形状受限更少，并且不需要繁杂的注射设备，进一步降低了
成本，更适用于制造大型承力结构。
真空导入成型工艺为小批量、大尺寸构件以及加筋异型构件的制作提供了崭新的思路，具有非常好的前景。国外对于真空导入成型工艺的研究已相对成熟[25-29]，国内研究由于起步较晚，理论方面相对不完善，实践经验不足。针对实际生产中采用试错法进行工艺设计的窘迫局面，未来的研究方向主要集中在一下几点：
(1)开发配套的成型设备和材料，减少对外国进口产品的依赖，真正实现独立自主的设计开发。
(2)对树脂在增强材料预成型体中的流动行为进行数值模拟，力求实现流动的可视化监控，及时发现成型缺陷并进行补救，以解决真空导入成型构件厚度太大时无法进行质量检测的痼疾。
(3)研究各种辅助介质如导流布、剥离层对树脂流动行为的影响，以更好的进行浇注系统的设计。
(4)对增强材料预成型技术进行研究，分析外界条件的变化对预成型体渗透率的影响，从而更好地设计铺层顺序，避免成型缺陷的产生。
1.2.3计算机辅助工艺设计系统在复合材料领域的应用现状在传统的机械加工领域，计算机辅助工艺设计( CAPP)由于其有助于提高工艺设计效率、降低生产成本的特点已得到广泛应用。在复合材料领域，复合材料成型构件正趋于多样化，对其工艺设计要求越来越高，因此讣算机辅助工艺设计系统水到渠成的应用于复合材料制件的工艺设计中。国外针对复合材料计算机辅助工艺设计的研究始于上世纪90年代，国内在研究时间上相对较晚。目前国内外的复合材料CAPP系统主要有[30-32]
1996年，美国设计工程学院发布了旨在提高复合材料注射工艺制造效率的ACES系统。该系统成功集成了外部计算机辅助设计软件以及数据管理分析工具等，并通过加入RTM工艺相关知识充实了其知识库。
Dow-UT复合材料公司开发的AdvRTM系统是针对RTM工艺的CAPP系统。该系统包括工艺工序排序和成本估算量两个模型。通过将基于规则的推理与基于模型的推理两种方法相结合，对RTM的工艺工序进行模拟，并在此基础上进行成本的估算最终达到优化的目的。
为了设计制作陶瓷基与金属基复合材料多孔预成型体，Delaware大学与Lanxide公司联合开发了DSSPreform系统。利用基于知识推理与基于模型推理方法,DSSPreform系统通过材料子系统确定成型材料，通过工艺选择子系统选择成型工艺，最后通过工艺设计子系统完成工艺参数设置。
California大学完成了基于注射制造系统的S-APD系统的原型系统，采用基于知识推理和模型推理的方法来完成复合材料生产设备的选择、注射过程工艺参数的优化以及制件粘接过程模型化等工作。
通过对树脂基复合材料成型工艺知识的集成，Michigan大学开发的Socharis系统对手糊成型工艺等复合材料制件成型工艺进行比较选择以及参数设计。系统采用遗传算法完成模型的推理过程，具有描述工艺的详细步骤、确定工艺参数等功能，主要解决成型工艺的排序与选择任务。
北京航空航天大学开发的复合材料构件计算机辅助成型工艺系统利用基于特征的工艺推理方法对复合材料成型进行相似检索，解决了复合材料成型工艺参数种类多、管理困难、设计经验无法共享等问题，建立了材料库、模具库、事例库等系统支撑环境库。
综上所述，计算机辅助工艺设计在提高复合材料成型工艺设计效率方面具有非常重要的作用。从世界范围来看，目前的研究正处于理论阶段，很少应用到工程实际中。随着复合材料成型的进一步发展，相信在不远的将来，计算机辅助工艺设计将在复合材料制件生产中发挥巨大作用。
1.3本课题主要研究内容
本课题的研究内容主要有以下几个方面：
(1)游艇艇体真空导入成型工艺模型分析
通过对游艇艇体真空导入成型工艺过程的分析，建立艇体真空导入成型 充模过程的数学模型，并结合生产中的实践经验，展开系统的理论研究，进一步完善工艺设计的细节。分析影响艇体成型的关键因素及其成型缺陷，明确各个工艺参数的设置要求以及成型材料材选择原则。
(2)面向艇体的真空导入成型工艺设计系统框架研究
基于对游艇艇体真空导入成型的理论研究，将CAD/CAPP/CAM/CAE技术集成，构建面向艇体的真空导入成型工艺设计系统的功能框架，以实现自动化工艺设计、工艺模拟及管理。
(3)艇体浇注系统仿真分析
分析树脂在模腔内的流动本质，建立艇体三维模型。利用PAM-RTM对充模过程进行仿真，选择合理的流道布置方式。在最佳流道布置基础上，进一步对浇口位置进行仿真，以充模时间最短为目标，结合成本最小化这一原则，利用插值拟合方法得出最佳浇口位置。
(4)艇体铺层方案可制造性分析
分析常用增强材料性能，并建立艇体真空导入成型中的渗透率模！析其求解过程。利用PAM-RTM对不同铺层方案下的艇体进行充模仿真，最终成型无缺陷为目标对其可制造性进行评价，得出合理的铺层方案 。
(5)面向艇体的真空导入成型工艺设计系统开发
构建系统的软件结构，在Visual C++平台上进行原型系统开发。三括系统各文件存储路径的规划、工艺参数的设计、工艺过程的数值模拟实现系 与系统Pro/E、HyperMesh、PAM-RTM等软件的集成。
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