Automotive class A

CATIA功能简介CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。

作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。

模块化的CATIA系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要，包括风格和外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。

CATIA产品基于开放式可扩展的V5架构。

通过使企业能够重用产品设计知识，缩短开发周期，CATIA解决方案加快企业对市场的需求的反应。

自1999年以来，市场上广泛采用它的数字样机流程，从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。

CATIA系列产品已经在七大领域里成为首要的3D设计和模拟解决方案：汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。

CATIA先进的混合建模技术设计对象的混合建模：在CATIA的设计环境中，无论是实体还是曲面，做到了真正的互操作；变量和参数化混合建模：在设计时，设计者不必考虑如何参数化设计目标，CATIA提供了变量驱动及后参数化能力。

几何和智能工程混合建模：对于一个企业，可以将企业多年的经验积累到CATIA的知识库中，用于指导本企业新手，或指导新车型的开发，加速新型号推向市场的时间。

CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力，尤其是后期修改性无论是实体建模还是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的树结构，用户可方便快捷的对产品进行重复修改，即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改，或者是对原有方案的更新换代，对于CATIA来说，都是非常容易的事。

CATIA所有模块具有全相关性CATIA的各个模块基于统一的数据平台，因此CATIA的各个模块存在着真正的全相关性，三维模型的修改，能完全体现在二维，以及有限元分析，模具和数控加工的程序中。

并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短CATIA 提供的多模型链接的工作环境及混合建模方式，使得并行工程设计模式已不再是新鲜的概念，总体设计部门只要将基本的结构尺寸发放出去，各分系统的人员便可开始工作，既可协同工作，又不互相牵连；由于模型之间的互相联结性，使得上游设计结果可做为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影响到下游工作的刷新。

斜齿轮(直齿轮)的制作方法第一步:设置catia,通过工具(tools) -----基础结构(options)-----显示(relation),勾选“参数”和“关系”选项。

如图1-1和1-2所示：(英文版)（图 1-2）（中文（图 1-2）然后，单击“确定”。

第二步:单击“开始”一一形状——创成式外形设计，将会出现“新建零件”窗口，如图2-1,对自己的零件进行命名（注：零件名称只能是英文、下划线和数字，如：xiechilun），单击“确定"，即进入工作界面。

（图 2-2）n^ATIA vLENOVIA V5 VPM 文件 编端 執图 插工具 窗口 疏—分析►橢1 Sketch TracerAECIF►Qi Imagine & Shape 力01 ►Digitized Shape Editor■蚓樣配卜膨刖E 卜形•崗十釦与敦► 二。

ICEM Shape Design AeroExpert 制造的数字粉虫 ► Quick Surface Reconstruction 、虹樹以► Automotive Class A 人位程与分析►ICEM Shape Design£ OTE 程模块► 房※ Shape SculptorENOVIA V5 VPM► 退出（图 2-1）第三步:对齿轮的各项参数进行输入。

参考:单击界面中的“知识工程”中的“f(X)”，如图3-1所示，进入参数输入界面, 如图3-2所示。

斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数 齿数Z 模数m 压力角a 齿顶圆半径 分度圆半径 基圆半径 齿根圆半径 螺旋角 齿厚20 4 20deg rk = r+m r = m*z/2 rb = r*cosa rf = r-1. 25*B beta depth整数 实数 角度 长度 长度 长度 长度 角度 长度输入参数具体步骤：（齿数（整数）、模数（实数）、压力角（角度）、齿厚（长度） 螺旋角（角度）五个是需要数值的，其他值由公式计算。

车身A级(Class A)曲面模型的构造Class A曲面是由CATIA软件开发商Dassault System公司提出的新概念，主要是指车身零件中对外观和形状要求极高的曲面。

本文从车身开发的角度，通过大量实例描述了车身Class A曲面模型的定义及创建方法，而车身曲面模型的光顺是车身开发人员一直追求的目标，本文提出了一个切实可行的设计思路。

一、前言车身设计方法从无到有，以及现在千姿百态的车身样式，都应当归功于现代科学技术的飞速进展。

从设计理念上而言，车身开发的基本思路并未发生根本性变化，依然是“概念设计→总布置设计→详细结构设计→试验验证→产品”这样一个流程。

然而由于现代技术的介入，使车身的开发周期大大缩短，车身的设计质量大大提高。

车身外形的变化也经历了由简单到复杂的演化过程，即箱式→船形→楔形→光滑曲面过渡的外凸形，这一过程也得益于各种先进技术的大量应用，如三维图形技术以及空气动力学仿真技术等。

现代车身设计，尤其是外观零件的设计，已经完全摈弃了由二维转三维的阶段，而是直接由虚拟三维到实际三维。

正是借助于先进的设计方法和工具，车身开发周期才能由原来的4到5年缩短至目前的2到3年，甚至更短的时间。

Class A曲面设计，即完全在计算机三维虚拟环境下构造合格的车身曲面的一种方法，是数学与计算机图形学相结合的典型应用，它不同于图板工作模式，使设计更加灵活，编辑起来更加方便快捷。

随着逆向设计、稳健设计、基于分析的设计以及面向制造的设计等新方法涌入车身设计过程，基于三维的车身曲面模型设计越来越重要，在整个产品链中的地位也日益提高。

二、Class A曲面的定义Class A一词最初是由法国Dassault System公司在开发大型CAD/CAM 软件包CATIA时提出并付诸应用的，常译作A级曲面，专指车身模型中对曲面质量有较高要求或特殊要求的一类曲面，如外形曲面、仪表板和内饰件的表面等。

从CATIA V5版本开始，软件中新增加了ACA(Automotive Class A)模块，专门用于Class A曲面的设计。

CATIA V5版本具有：1.重新构造的新一代体系结构为确保CATIA产品系列的发展，CATIA V5新的体系结构突破传统的设计技术，采用了新一代的技术和标准，可快速地适应企业的业务发展需求，使客户具有更大的竞争优势。

2.支持不同应用层次的可扩充性CATIA V5对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合，可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案。

允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。

3.与NT和UNIX硬件平台的独立性CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX平台上开发完成的，并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。

CATIA V5在Windows平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而UNIX平台上NT风格的用户界面，可使用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作。

4.专用知识的捕捉和重复使用CATIA V5结合了显式知识规则的优点，可在设计过程中交互式捕捉设计意图，定义产品的性能和变化。

隐式的经验知识变成了显式的专用知识，提高了设计的自动化程度，降低了设计错误的风险。

5.给现存客户平稳升级CATIA V4和V5具有兼容性，两个系统可并行使用。

对于现有的CATIA V4用户，V5年引领他们迈向NT世界。

对于新的CATIA V5客户，可充分利用CATIA V4成熟的后续应用产品，组成一个完整的产品开发环境。

航空航天：CATIA 源于航空航天工业，是业界无可争辩的领袖。

以其精确安全，可靠性满足商业、防御和航空航天领域各种应用的需要。

在航空航天业的多个项目中，CATIA 被应用于开发虚拟的原型机，其中包括Boeing飞机公司（美国）的Boeing 777 和Boeing 737，Dassault 飞机公司（法国）的阵风（Rafale）战斗机、Bombardier飞机公司（加拿大）的Global Express 公务机、以及Lockheed Martin飞机公司（美国）的Darkstar无人驾驶侦察机。

第一章曲面设计概要1、曲面造型的数学概念：（1）、贝塞尔（Bezier）曲线与曲面：法国雷诺的Bezier在1962年提出的，是三次曲线的形成原理。

这是由四个位置矢量Q0、Q1、Q2、Q3定义的曲线。

通常将Q0，Q1，…，Qn组成的多边形折线称为Bezier控制多边形，多边形的第一条折线与最后一条折线代表曲线起点和终点的切线方向，其他折线用于定义曲线的阶次与形状。

（2）、B样条曲线与曲面：与Bezier曲线不同的是权函数不采用伯恩斯坦基函数，而采用B样条基函数。

（3）、非均匀有利B样条（NURBS）曲线与曲面：NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写。

Non-Uniform（非统一）指一个控制顶点的影响力的范围能够改变。

当创建一个不规则曲面的时候，这一点非常有用。

同样，统一的曲线和曲面在透视投影下也不是无变化的，对于交互的3D建模来说，这是一个严重的缺陷。

Rational（有理）指每个NURBS物体都可以用数学表达式来定义。

B-Spline（B样条）指用路线来构建一条曲线，在一个或更多的点之间以内差值替换。

（4）NURBS曲面的特性及曲面连续性定义：NURBS曲面的特性：NURBS用数学方法来描述形体，采用解析几何图形，曲线或曲面上任何一点都有其对应的坐标（x,y,z），据有高度的精确性。

曲面G1与G2连续性定义：Gn表示两个几何对象间的实际连续程度。

●G0：两个对象相连或两个对象的位置是连续的。

●G1：两个对象光滑连接，一阶微分连续，或者是相切连续的。

●G2：两个对象光滑连接，二阶微分连续，或者两个对象的曲率是连续的。

●G3：两个对象光滑连接，三阶微分连续。

●Gn的连续性是独立于表示（参数化）的。

2、检查曲面光滑的方法：①、对构造的曲面进行渲染处理，可通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的、逼真的彩色图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲面的光滑度。

基础结构产品结构:product structureMaterial Library :资料实CA TIA V4、V3、V2库（catalog）编辑器：editorDELMIA D5 Integration（一体化）Photo Studio ：照相馆Immersive System Assistant：拟真系统助手Real Time Rendering：实时翻译Product Data Filtering：产品数据过滤特征字典编辑器：special dictionary editor机械设计：machinery designPart Design：装配件设计：草图绘制器：sketch drawerProduct Functional Tolerancing & Annotation：产品功能许可与注释Weld Design：韦尔德设计Wold Tooling Design：Structure Design：结构设计2D Layout for 3D Design绘图：drawCore & Cavity Design：核心与内部设计Healing Assistant：希林助理Functional Molded Part：功能模塑部分Sheet Metal Design：金属片设计Sheet Metal Production：金属产品Composites Design：模块设计Wireframe and Surface Design：线框图和表面设计Generative Sheetmetal Design：生产金属片设计形状FreeStyle自由式Sketch Tracer：草图Imagine & Shape：形象与形状Digitized Shape Editor：数字化形状编辑Generative Shape Design：生产形状设计Quick Surface Reconstruction快速表面恢复Automotive （自动的）Class AShape Sculptor分析与模拟Advanced Meshing Tools先进结网设计Generative Structural Analysis：生产结构分析AEC 工厂Plant Layout：植物结构加工Lathe Machining：车床机器Prismatic Machining：棱镜机Surface Machining：表面机器Advanced Machining：先进机器NC Manufacturing Review：生产检查STL Rapid Prototyping：快速雏型数字模型DMU Navigator：领航员DMU Space Analysis：表面分析DMU Kinematics：运动学DMU Fitting：匹配DMU 二维查看器DMU Fastening ReviewDMU 优化器DMU 公差审查设备与系统Electrical Cabling Discipline：电动电缆行业Electrical Connectivity Diagrams：电气连接图Conduit Design管道设计Raceway Design：跑道设计Electrical Cableway Routing：电缆布线波导图形Waveguide Design：波导设计Electrical Wiring Discipline：电线专业Electrical Assembly Design：电动装配设计Electrical Part Design：电动部位设计Electrical Harness Assembly：电动捆束组件Electrical Harness Installation：电气线束安装Electrical Wire Routing：电线路由Electrical Harness Flattening：电气线束展平Electrical 3D Design Assembly：电动3D 设计安装Electrical 3D Design Part：电动3D设计部位HV AC DisciplineHV AC Diagrams：HV AC 图表HV AC Design：HVAC设计Multi-DisciplineEquipment Arrangement：器材管理Hanger Design：悬挂设计Preliminary Layout：初始结构Systems Space Reservation：系统空间保留Systems Routing：系统途径Piping Discipline：管道专业Piping and Instrumentation Diagrams：管道和仪表图Piping Design管道设计Tubing Discipline：管道专业Tubing Diagrams：管道图标Tubing Design：管道设计Structure Discipline：结构专业Structure Preliminary Layout：初始结构Structure Functional System Design：结构功能系统设计Structure functional object design：结构功能对象设计Structure Detail System Design：结构细节系统设计Structure Detail Object Design：结构细节对象设计Compartment and Access：隔室和存取Equipment Support Structures：设备支持结构Circuit Board Design：电路板设计加工的数字进程DPM – Work Instructions：DPM 工作指导Process Tolerancing & Annotation：过程许可虚注释加工模拟NC 机器模拟：machinerary imitationNC 机器工具构建器：machinerary tool builder人机工程学设计与分析Human Measurements Editor：人体模型测量编辑Human Activity Analysis：人体模型活动分析Human Builder：人体模型构建者Human Posture Analysis：人体模型分析智件Knowledge Advisor：知识顾问Knowledge Expert：知识专家Product Engineering Optimizer：产品工程优化Product Knowledge Template：产品知识模板Product Function Optimization：产品功能最优化Product Function Definition：产品功能定义ENOVIA V5 VPMVPM 游览器。

第一章曲面设计概要1、曲面造型的数学概念：（1）、贝塞尔（Bezier）曲线与曲面：法国雷诺的Bezier在1962年提出的，是三次曲线的形成原理。

这是由四个位置矢量Q0、Q1、Q2、Q3概念的曲线。

通常将Q0，Q1，…，Qn组成的多边形折线称为Bezier操纵多边形，多边形的第一条折线与最后一条折线代表曲线起点和终点的切线方向，其他折线用于概念曲线的阶次与形状。

（2）、B样条曲线与曲面：与Bezier曲线不同的是权函数不采纳伯恩斯坦基函数，而采纳B样条基函数。

（3）、非均匀有利B样条（NURBS）曲线与曲面：NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写。

Non-Uniform（非统一）指一个操纵极点的阻碍力的范围能够改变。

当创建一个不规那么曲面的时候，这一点超级有效。

一样，统一的曲线和曲面在透视投影下也不是无转变的，关于交互的3D建模来讲，这是一个严峻的缺点。

Rational（有理）指每一个NURBS物体都能够用数学表达式来概念。

B-Spline（B样条）指用线路来构建一条曲线，在一个或更多的点之间之内差值替换。

（4）NURBS曲面的特性及曲面持续性概念：NURBS曲面的特性：NURBS用数学方式来描述形体，采纳解析几何图形，曲线或曲面上任何一点都有其对应的坐标（x,y,z），据有高度的精准性。

曲面G1与G2持续性概念：Gn表示两个几何对象间的实际持续程度。

G0：两个对象相连或两个对象的位置是持续的。

G1：两个对象滑腻连接，一阶微分持续，或是相切持续的。

G2：两个对象滑腻连接，二阶微分持续，或两个对象的曲率是持续的。

G3：两个对象滑腻连接，三阶微分持续。

Gn的持续性是独立于表示（参数化）的。

2、检查曲面滑腻的方式：①、对构造的曲面进行渲染处置，可通过透视、透明度和多重光源等处置手腕产生高清楚度的、传神的彩色图像，再依照处置后的图像光亮度的散布规律来判定出曲面的滑腻度。