汽车研发设计论文CATIA软件应用论文
- 格式:doc
- 大小:27.50 KB
- 文档页数:7
汽车与发动机CAD/CAE——Catia在汽车工业上的应用以及用Catia画三通管接头摘要:汽车行业是一个高速发展的行业,其竞争日趋激烈。
随着新产品推出的速度越来越快,CAD/CAE在汽车行业的应用越来越多,水平也在逐步提高。
当代汽车开发和制造技术中,涵括了当今各个基础学科和最新科技,实现汽车结构和部件总成的正向设计与制造技术、缩短汽车开发周期、降低成本、减少汽车产品开发风险等因素直接关系到企业的自主创新力。
而Catia是汽车行业中应用最广泛的cad软件,于是我就学习用catia绘制关于汽车方面的零件,并加以解释和标记。
关键词:CAD/CAE; 软件应用;汽车开发;Catia;三通管接头引言CA TIA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。
1软件概述CA TIA由法国DassaultSystems(达索)公司开发,后被美国IBM公司收购的CA TIA是一个全面的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统。
居世领导地位,广泛应用于航空航天、汽车、造船、机械制造、电子\\电器、消费品等行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。
CATIA对产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。
而且CA TIA能够模拟观察者的视野进入到零件的内部去观察零件,使用者只要输入人的性别、身高等特征,就会出现一个虚拟装配的工人。
2Catia在汽车设计制造中的应用2.1齿轮力齿轮的弯曲应力和接触应力分析:齿轮是汽车发动机和传动系中普遍采用的传动零件。
通过对齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力的分析,优化齿轮结构参数,提高齿轮的承载载力和使用寿命。
Catia软件在汽车总布置设计中的应用摘要:依据Catia软件以及汽车总布置设计的基础性内容,从整体的角度上分析Catia软件在汽车总布置设计领域中的应用,希望可以在日后相关的工作人员对这个问题进行分析的时候起到一定借鉴性作用。
关键词:Catia软件;汽车;总布置设计;应用;分析1.Catia软件在汽车总布置设计应用的背景Catia软件是一套集三维零部件设计、数据分析计算以及动态静态分析于一体的CAD三维软件。
汽车总布置设计阶段中的工作当中包含的是汽车型号选择,整车基础性尺寸编制,以及各个机械系统的布置方法,除此之外也包含整车重量、动力性以及经济性因素考虑。
总布置设计和汽车整体技术方案之间有较为密切的相互关系,是汽车产品开发领域当中最为重要的一项内容,因此和制成的汽车产品投入市场之后的受欢迎程度之间有较为密切的相互关系。
在总布置设计阶段当中,最为重要的一项内容就是设计时间的长短,应用Catia软件开展汽车总布置设计工作的话,可以将设计效率提升到一定水平上,并对研发时间形成有效地控制。
应用Catia软件将汽车总布置图纸敲定下来,针对整车当中的重要尺寸进行研究分析,而后针对汽车零部件设计出来独立的数据模型,并形成3D虚拟数据信息,应用虚拟装配技术可以将独立的零部件依据装配要求构成总成部件,比方说发动机总成、车身总成以及底盘总成等,再将这些总成零部件依据自身的特征放置在整车坐标机制当中,将整车的装配工作妥善的完成,在汽车总布置设计后期也可以通过Catia软件当中的人机功能模块针对底盘进行设计,而后在经由Catia软件对整车当中的重要零部件结构进行分析处理。
2.汽车总布置设计工作的概念汽车总布置设计又可以被称为是汽车总体设计,在将汽车总体方案确定下来之后,需要针对各个总称和部件开展空间性布置工作,并初步审核各个零部件的结构和尺寸是否可以满足整车设计需求,以便于可以形成优秀的组合,并对总布置方案的科学合理性做出保证。
浅谈CATIA运动仿真在汽车设计中的应用摘要:完成汽车总体设计要求,需要运动仿真、电子虚拟装配模型的辅助,从而实现汽车的制造装配智能化与集成化。
为了更好地了解电子虚拟装配及运动仿真模型建立的具体过程,本文根据运动仿真、电子虚拟装配的特点,找出其汽车总体设计中的具体应用。
关键词:CATIA;运动仿真;汽车设计前言由于汽车行业的竞争不断加剧,如何减少制造时间、加快产品研发的速度以及提升汽车产品质量是汽车制造业急需解决的问题。
同时随着电子信息技术的不断发展,为汽车的制造装配智能化与集成化创造了有利条件,尤其是虚拟现实技术的加入,使得汽车制造工艺过程的可视化逐渐变为现实。
现在许多汽车企业引人虚拟装配技术进行提升自身的专业化,从而提高了汽车的质量。
1汽车的整体设计汽车整体设计,也属于汽车总布置设计,就是要使汽车的内置可以达到设计图所要求的性能指标与整车参数,同时要使这些性能指标与整车参数分解成各个单独的功能与参数。
第一要绘制汽车总布置图,在部件设计、各总成要求以及总布置草图的基础上使用比较精确的比例绘出总布置图,可以确定部件的位置与尺寸,使汽车可以得到合理的布局;第二依据总布置设计要求确定的整车性能与参数提出准确的要求,尤其是计算载荷、质量限制、尺寸要求、特性参数等方面。
第三需要准确绘出涉及运动的校核图,并且要合理布置空间,以免出现运动干涉;第四要确定涉及整体和部件特性、结构参数以及支承型式等;第五要确定各总成的核心位置,同时要计算整车质心高度与空载和满载时的轴荷分配;2电子虚拟装配及运动仿真建模2.1电子虚拟装配的建立(1)正向实体建模经过确定软件的实体建模模块,可以依据部件与零件三维图纸尺寸,通过布尔运算、放样、扫描、旋转、拉伸等方法,使用部件与零件具体用途展现在电脑虚拟环境之下。
这种方法虽然比较直观,但是部分细小的零部件无法准确测绘其尺。
例如曲面的的零部件、汽车外面的细小部件等,无法使用正向建模进行模拟,这时需要使用逆向建模方法进行操作。
25硅谷SILICON VALLEY2014年第1期总第145期C ATIA软件在汽车研发设计领域的应用苏国霞(同济大学软件学院,上海 201804)摘 要 CATIA 软件是一套完整的含三维设计、分析计算、动态模拟与仿真的CAD/CAM/CAE 一体化软件,同时嵌入众多辅助设计功能,并具有强大的拓展功能和二次开发功能。
文章总结了基于CATIA 软件平台在汽车研发设计领域的关键应用方案,其具有的零件标准库,人机工程功能,以及知识工程模块极大地改变了传统汽车设计工业,可有效降低汽车研发设计复杂度和工作量,提高产品设计的标准化程度,从而缩短汽车产品研发设计周期,为新产品赢得更多地市场先机。
关键词 CATIA 软件;零件标准库;人机工程;知识工程中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)01-0025-02CATIA 全称Computer Aided 3-D Interface Application,自20世纪80年代由法国Dassault System 公司开发成功,便迅速壮大发展,目前已广泛应用于航空航天业,汽车制造工业,造船工业,厂房设计业,加工装配等各大行业。
尤其在汽车制造工业领域,CATIA 已成为欧洲汽车工业乃至北美、亚洲汽车工业事实意义上的行业标准,其客户涵盖了欧洲著名的汽车一线品牌,如宝马、奔驰、克莱斯勒等。
CATIA 在汽车风格造型,车身设计以及发动起引擎开发等方面提供了E2E(端对端)解决方案,可有效降低汽车研发设计复杂度和工作量,提高产品设计的标准化程度,加速汽车新车型新产品的上市进程,为新产品赢得更多地市场先机。
1 庞大的零件标准库及二次开发功能,加快汽车设计研发进度作为传统制造工业的典范产品,汽车具有庞大的零部件系统,而这些零部件系统在长达一个半世纪的演化过程中已经高度标准化,而且汽车标准件在汽车全部零件数量中的比重也在不断地提高。
CATIA V5系统提供了强大的标准化部件的应用功能—CatalogBrowser,该部件标准库可以大量降低研发设计人员的劳动强度,实现设计的预判性和前瞻性,加快汽车设计研发进度。
西安航空学院本科毕业设计(论文)题目:基于CATIA软件的车身造型设计学院:车辆工程学院专业:交通运输(汽车运用工程方向)学号:1240701160920学生姓名:赵洋指导教师:刘旭娟2016年 4 月30基于CATIA软件的车身造型设计摘要:在汽车工业超过数百年的发展历史中,往往其车身造型设计最具特色、沿袭着一代代经典的传承。
汽车作为一种商品,和消费者联系最为紧密,汽车最能直观与消费者互动的莫过于车身外形了。
随着年轻消费者的与日俱增,爱上一款车的容颜,才会去了解汽车内饰、动力性能、燃油经济性能等内在配置的可能性大大加强。
如今,汽车车身造型设计已经朝着消费者亲睐的方向前进,越来越细致的布局划分也渐渐迎合着各阶层消费者的审美。
汽车车身的研发设计水平代表了企业的核心技术环节,它是汽车企业的生命力之源,立足长远之核心。
运用三维车身设计软件已经成为现代汽车车身造型的显著特点。
打开CATIA软件的Sketck Tracer模块,导入汽车三视图。
打开freestyle模块,用3D 曲线构造对应车身的三维轮廓线,在创成式曲面设计模块中,用曲面桥接、曲面填充、曲面扫掠等命令绘制曲面。
在Imagine&shape中用sphere命令制作奥迪车标和进气格栅,在机械零部件设计中用凸台命令进行轮胎的绘制。
最后,利用倒角、圆角、分割、修剪等功能,完成车身造型后统一应用材料并渲染。
关键词:三视图;填充;桥接曲面;IMABody design based on CATIA softwareAbstract:During the automotive industry more than a few hundred years of development history, which is often the most unique body design, followed the classic tradition from generation to generation. Cars as a commodity, and the consumer is most closely linked, most car intuitive interaction with consumers than the shape of the body. With the growing young consumers, fell in love with the face of a car, only to find out the possibility of the internal configuration of the car interior, dynamic performance, fuel economy, performance is greatly enhanced. Today, auto body design has been moving consumer pro-gaze direction, more detailed layout divided gradually cater to all segments of the consumer aesthetic. The R & D level of automobile body represents the company's core technical aspects, it is the source of the vitality of the auto companies, based on a long-term core. The use of three-dimensional body design software has become a significant feature of modern automotive styling.Put existing car three views into CATIA software Sketck Tracer modules:Using 3D Curve construct corresponding the contour to obtain a three-dimensional contours of the bodyin freestyle module.Then back to generative surface design, use curved bridge, filling, sweep commands facets and make surface trimming, smoothing. Using the sphere command make standard and grille of Audi in Imagine & shape module,using the boss commands to draw the tire in the design of mechanical parts.Finally, use the chamfers, fillets, split, trim and other functions,after the styling apply material and then render.Keywords:Three-view;fill;Sweep;blend;IMA目录1绪论 (1)1.1汽车车身造型的发展史 (1)1.2汽车车身造型设计在研发中的地位 (1)1.2.1出色的车身设计助力吉利开创新时代 (1)1.2.2丰田普锐斯的风阻系数与车身设计 (1)1.3汽车造型的发展趋势 (2)1.3.1车身外部造型设计 (2)1.3.2车身内部设计从“舒适”到“愉快” (2)1.4课题的来源背景及研究目的、内容 (3)1.4.1所选课题的题目背景 (3)1.4.2课题的研究目的、意义 (3)1.4.3课题的研究内容和研究方法 (3)2 CATIA软件介绍 (5)2.1CATIA软件简介 (5)2.1.1CATIA软件的发展历史 (5)2.1.2CATIA V5软件在汽车工业上的应用 (5)2.2 CATIA软件功能介绍 (5)2.2.1CATIA V5R20功能模块简介 (5)2.2.2基于CA TIA车身造型设计功能模块分类 (7)3奥迪A5三维造型设计 (9)3.1奥迪A5 图解 (9)3.2奥迪A5相关参数 (10)3.3奥迪A5三视图 (11)3.4奥迪A5三维造型设计详解 (13)3.4.1奥迪A5导入三视图 (13)3.4.2奥迪A5曲线构建 (14)3.4.3奥迪A5曲面构建 (15)3.5奥迪A5车身细节绘制 (16)3.5.1奥迪A5前端 (16)3.5.2奥迪A5进气格栅 (17)3.5.3奥迪A5车标 (19)3.5.4奥迪A5轮胎 (19)4奥迪A5应用材料与渲染 (21)4.1奥迪A5应用材料 (21)4.2奥迪A5渲染 (22)4.3整体效果 (23)5 结论 (26)5.1 毕业设计完成工作 (26)5.2 毕业设计创新型 (26)5.3 毕业设计意义和作用 (27)5.4 论文延伸 (27)5.5 个人建议 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1绪论1.1汽车车身造型的发展史汽车车身外形在发展的历程中,经历了以下几个演变过程:①马车型汽车;②箱型汽车;③甲壳虫型汽车;④船型汽车;⑤鱼型汽车;⑥楔型汽车[1]在汽车工业超过数百年的发展历史中,往往其车身造型设计最具特色、沿袭着一代代经典的传承。
知识工程的应用[摘要] 本文结合汽车座椅发泡和轴承等设计,简单介绍了CATIA知识工程中的常用功能在参数化和后参数化设计中的应用。
[关键词] CATIA 知识工程参数化设计前言作为一个高端的CAX/PDM软件,CATIA V5是在一个企业中实现人员、工具、方法和资源真正集成的基础。
其产品/流程/资源(PPR)模型和工作现场解决方法提供了真正的协同环境,从而激励用户在三维基础上进行产品和流程的创新、共享和交流。
CATIA所含的捕捉和重用知识能力是实现共同设计的最好工具,CATIA中的知识工程工具具有简单、实用、功能强大的特点,为产品的参数化、后参数化设计开发提供了强有力的支持。
参数化设计和后参数化设计一个新产品的研制开发过程就是一个不断论证修改、不断完善的过程。
激烈的市场竞争对新产品的研制开发周期提出了更高的要求。
因此,在产品的设计开发过程中,如何快速有效地对产品模型进行修改、维护就显得至关重要。
参数化设计和后参数化设计为解决这个难题提供了很好的方法,而CATIA的知识工程模块则为产品的参数化设计和后参数化设计提供了强大的支持。
参数化设计是指设计者在充分了解零部件的性能要求、工作原理、技术要求的前提下,用一组参数来约束零部件的尺寸关系,用参数来控制零部件的形位特征,零部件的设计结果的修改受参数控制。
后参数化设计是指设计者在零部件的特征建模基本完成以后,再对零部件的特征尺寸进行参数化。
知识工程应用介绍CATIA 的知识工程主要包括参数、公式、检查、设计表、Rule、Law 等功能。
下面结合一些实例进行介绍。
参数CATIA 中的参数分为两类:内部参数和自定义参数。
内部参数即CATIA 系统自动生成的定义数模特征内在属性的参数。
自定义参数为设计者根据设计需要而定义的参数。
自定义参数可分为三个级别:装配件级别、零件级别、特征级别。
自定义参数的种类有:实数型、整数型、字符串型、布尔运算型、长度型、质量型等。
CATIA软件在汽车设计中的应用随着汽车工业的不断发展,设计师们需要运用现代化软件来帮助他们更好地进行汽车设计。
CATIA软件作为一款具有广泛应用的三维设计软件,已经成为许多汽车设计师的首选。
本文将探讨CATIA软件在汽车设计中的应用,从设计过程的各个方面来介绍其重要性和影响。
一、概述CATIA软件是一种CAD/CAM/CAE解决方案,它提供了世界上最广泛的应用工具集。
它的综合性使得它能够涵盖汽车设计的方方面面,从最初的概念阶段到最终的产品制造。
CATIA软件提供了先进的建模和仿真功能,使设计师能够以更高的效率和准确性进行汽车设计。
二、外观设计在汽车设计中,外观是至关重要的。
CATIA软件提供了强大的建模和渲染功能,使设计师能够轻松地创建精确的汽车外观模型。
无论是车身曲线,还是前脸造型,都可以通过CATIA软件进行准确建模,并实时可视化。
这使得设计师能够在设计过程中进行快速迭代,从而达到更好的外观效果。
三、结构设计除了外观设计,汽车的结构设计也是至关重要的。
CATIA软件提供了先进的结构分析工具,使设计师能够对汽车的零部件进行强度、刚度和耐久性等分析。
通过这些分析,设计师可以找出潜在的问题并进行改进。
CATIA软件还能够帮助设计师优化零部件的重量和材料使用,从而提高汽车的性能和燃油效率。
四、可视化与动画CATIA软件还具备出色的可视化和动画功能,使设计师能够将设计呈现得更加生动和逼真。
通过使用CATIA软件,设计师可以创建高质量的汽车渲染图和动画,以展示他们的设计概念。
这不仅有助于设计团队之间的沟通和理解,还能够吸引潜在车主的注意,并提高汽车品牌形象。
五、协同设计在现代汽车设计中,协同设计是非常重要的一环。
CATIA软件提供了卓越的协同设计工具,使设计团队能够在同一平台上进行实时合作。
设计师们可以同时访问和编辑汽车模型,共享设计变更并及时反馈。
这种高效的协同设计过程可以大大加快汽车设计的进度,减少错误和重复设计的风险。
CATIA在汽车底盘设计中的使用银河汽车网 2007-3-13 阅读:70次摘要:本文主要介绍了在CATIA 软件环境中,汽车底盘系统开发的设计流程以及电子样机DMU(Digital Mockup)和关联设计集成的使用方法。
关键词:设计流程集成设计DMU引言为了缩短产品的设计及生产周期,提高产品的市场竞争力,取得好的经济效益,国内许多的汽车公司在产品的设计上都使用了多种的三维软件系统。
但多种系统并存会带来设计管理和数据交流方面的诸多问题,那么,哪一个系统是最适合汽车设计?如何评估和确定?如何更深入的进行设计水平提升的探索?东风汽车股份公司通过项目实施的方式在这方面做了很多的探索。
东风汽车股份有限公司商品研发院最早于1998 年在车身设计开发上引用CAITA,2005 年开始使用在PICK-UP 及SUV 整车的设计开发上。
特别是在整车底盘的设计开发中,将很多成熟的设计经验和CATIA 软件使用结合到一起,总结出在CATIA 软件中,汽车底盘系统开发的设计流程以及电子样机DMU(Digital Mockup)和关联设计集成的使用方法。
这些方法的使用,提高了设计水平和质量,明显的缩短了变形产品的设计开发周期。
充分的显示出CATIA 在高级使用方面的优势之处。
1 汽车底盘开发设计流程使用CATIA 软件进行汽车底盘设计开发的核心是基于骨架模型和DMU 集成的TOP-DOWN 设计方法。
自上而下(Top Down Design process)设计是和常规Bottom Up 设计相对应的一种设计方式,此设计方法的中心思路是先整体规划,后细节设计。
即在产品整体设计的初期,就定位于整个装配系统的最高层面来考虑产品的总体设计和功能性设计。
这种方法是从装配构成的最顶层开始,在一个骨架模型零件中来考虑和表达整个装配的各个部件的相互位置关系、作用和实现的功能等,集中捕捉产品的设计意图,自上而下的传递设计信息,从而更加有目的地进行后续的设计。
汽车研发设计论文CATIA软件应用论文
摘要:随着汽车工业的不断发展和进步,基于三维设计、分析计算、动态模拟与仿真的CAD/CAM/CAE一体化软件功能的CATIA在汽车设计研发领域的应用不断深入。
其全参数化的理念,以及强大的拓展和二次开发功能为广大的汽车研发设计者带来福音,通过高度标准化的零部件,智能化的人机仿真模拟以及强大的知识工程,可大幅降低汽车研发设计的繁杂度,降低研发成本,缩短研发周期,加快汽车新产品的上市进程。
前言
CATIA 全称Computer Aided 3-D Interface Application,自20世纪80 年代由法国Dassault System 公司开发成功,便迅速壮大发展,目前已广泛应用于航空航天业,汽车制造工业,造船工业,厂房设计业,加工装配等各大行业。
尤其在汽车制造工业领域,CATIA 已成为欧洲汽车工业乃至北美、亚洲汽车工业事实意义上的行业标准,其客户涵盖了欧洲著名的汽车一线品牌,如宝马、奔驰、克莱斯勒等。
CATIA在汽车风格造型,车身设计以及发动起引擎开发等方面提供了E2E(端对端)解决方案,可有效降低汽车研发设计复杂度和工作量,提高产品设计的标准化程度,加速汽车新车型新产品的上市进程,为新产品赢得更多地市场先机。
1庞大的零件标准库及二次开发功能,加快汽车设计研发进度
作为传统制造工业的典范产品,汽车具有庞大的零部件系统,而这些零部件系统在长达一个半世纪的演化过程中已经高度标准化,而
且汽车标准件在汽车全部零件数量中的比重也在不断地提高。
CATIA V5系统提供了强大的标准化部件的应用功能— CatalogBrowser,该部件标准库可以大量降低研发设计人员的劳动强度,实现设计的预判性和前瞻性,加快汽车设计研发进度。
更为重要的是,CATIA V5的CatalogBrowser具有极强地二次拓展性,众多汽车制造公司基于各自车型体系以及区域化的标准差异,基于CATIA V5 提供的平台基础上进行二次开发设计,研发出更具针对性的自用标准件数据库。
自用标准件数据库事实上通过两个层级同时实现:一是创建标准件类型,确立标准件的种类(Parent Class),以及标准件的属性信息。
通过建立标准件的类型索引,可以方便具体设计人员检索或者调用标准件。
二是在系统中创建标准件,建立标准件的三维数据模型以及参数化信息,并创建标准件类别(Catalog)。
2智能化的人机工程功能,解决人体舒适性和安全性问题
人机工程学是一门运用各种交叉学科,去研究机械运转过程中,人、机械及工作环境互相影响的交叉学科。
现代汽车的研发设计过程中,尤其强调汽车工作期间,驾驶人员以及乘客所获得舒适感受以及行车安全等因素,也就是说在汽车研发设计阶段,就需要很好地解决“人机环境”之间的相互作用问题。
CATIA V5率先提出了人机设计与分析的解决方案,并被集成为四大模块:人体模型构造器HBR,人体模型测量编辑HME,人体姿态分析HPA 以及人体行为分析HPA。
在汽车的人机工程中,人(包括驾驶员和乘客)和汽车是相互作用的主体。
因此我们需要在充分了解人的身体和生理等各方面的参数后,根
据汽车不同的工作形态,对汽车各方面功能进行人性化设计,使我们汽车产品能够最大程度上地满足驾驶人员和乘客的舒适性和安全性诉求。
而在CATIA 软件中,嵌入了大量基于人体测量学的数据源和理论系统,并通过这些人体测量学数据建立起参数化人(虚拟人模型),虚拟人模型拥有仿真的人体结构以及人体动力学和运动学特征。
同时研发设计人员可以根据不同的设计目标在CATIA V5 软件中植入人机特征评价模型,如人体舒适性,人体安全性或者人体可视性及可及性等评价体系。
在此基础中,研发人员可以在特定的工作场景中进行各种各样的人机动态或者静态的仿真模拟。
如果反馈结果是积极的且符合设计目标的,设计人员可以进行下一步的实施设计。
如果反馈结果是负面的不符合设计要求的,设计人员可以及时的对设计参数进行修正,以达到不断优化设计的目的。
3强大的知识工程,优化车身总布置设计
汽车车身总布置指研究汽车车身的部件布置以及其设计,是整车设计得的重要组成部分。
传统车身总布置主要依靠设计团队的经验和手工绘制图纸。
由于车身多为三维曲面结构,传统车身总布置设计存在精度不高,工作量巨大等现实问题。
CATIA V5作为全参数化的CAD 软件,拥有一系列智能化的知识工程软件模块,如知识工程顾问,产品知识模块,产品工程优化等模块,在CATIV V5中,所有的College (知识)以参数,公式,规则,设计表等形式存在。
运用CATIA V5 强大的知识工程,可以构建全参数化的汽车模型以及人机互动模型,并通过知识工程模块实现车身总布置的不断优化。
那么如何通过
CATIV V5知识工程实现车身总布置的优化设计呢?首先,要率先建立车身坐标系,将虚拟车置于三维立体结构中,建立车身的X,Y,Z 三维坐标体系。
这样虚拟车身的任何一个结构点或者部位点都有一个且唯一一个三维坐标点与之呼应,通过三维坐标点也可以唯一确定车身某部位点位置。
其次,要建立主要的参考平面,通过选定整车外形尺寸的控制要素(尺寸)并确立基准参数。
最后是最为关键的是建立车身结构模型,通过运用知识工程模块中的参数以及上面提及的整车控制尺寸,生成整车车身总布置的控制参数,并将车身拆解成前部,中部,车尾分别建立相应的结构模型。
为了实现车身及其总布置的精准设计,知识工程还具有Check(检查)功能,实现实时检验。
如某参数在进行设定或修改活动时,若造成目标设计偏差(如整车尺寸),系统会自动报警。
通过这种检查预警机制,可以将设计误差或者错误控制在设计前端。
4 CATIA 软件在汽车底盘设计中的运用
汽车底盘开发设计流程使用CATIA软件进行汽车底盘设计开发的核心是基于骨架模型与DMU集成的TOP-DOWN设计方法。
自上而下(Top Down Design process)设计是与常规Bottom Up设计相对应的一种设计方式,此设计方法的中心思路是先整体规划,后细节设计。
即在产品整体设计的初期,就定位于整个装配系统的最高层面来考虑产品的总体设计和功能性设计。
这种方法是从装配构成的最顶层开始,在一个骨架模型零件中来考虑和表达整个装配的各个部件的相互位置关系、作用和实现的功能等,集中捕捉产品的设计意图,自上而
下的传递设计信息,从而更加有目的地进行后续的设计。
骨架模型就是产品设计信息的载体,这个骨架模型的建立需要考虑到不同零件之间的参数关系与驱动关系,这些信息会用来作为后期详细模型设计的基础。
由于在骨架模型设计阶段就考虑到了整体装配的相互关联信息,所以,很多设计上的缺陷与问题可以在整个设计的早期阶段得到及时发现和更正。
设计后期发现的问题也可以通过修改骨架模型来实现后续相应零部件的自动更改工作。
这种设计思想现在有些汽车设计公司已得到广泛的使用,但是我们只提到了基于骨架模型的关联设计,而我们忽视了骨架模型的另外一个很重要的作用,即作为运动仿真,定义运动机构的一个基础模型。
它的作用贯穿于整个汽车底盘的始终。
以骨架驱动为主要手段的Top/Down 设计将设计流程分为三个主要阶段:(1)骨架模型设计阶段(设计前期验证);(2)零部件详细设计阶段(基于骨架的建模);(3)装配验证阶段(模型装配与DMU干涉检查)
5转向梯形机构设计
转向梯形机构设计虽然不是汽车总布置设计的工作,但由于与整车布置有关,而且可以用CATIA等三维软件运动仿真辅助完成,所以把它列为运动校核内容一起讨论。
转向梯形机构设计是用来保证转弯行驶时,车轮均能绕同一瞬时转向中心,在不同半径的圆周上作无滑动的纯滚动,因此,在设计中首先要确定转向梯形机构的几何尺寸参数。
5.1确定有关总成和部件的支承型式、结构参数与特性等。
5.2确定各总成的质心位置,核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度。
5.3制作模型进行布置空间的校核。
5.4汽车总成、部件及零件的选型与设计。
5.5设计图纸的卫艺审查及必要的修改。
5.6绘制汽车总装配图。
进行图面装配校核,仔细检查相连接总成及部件的连接关系、连接部分的尺寸与配合以及拆装的方便性;核算与标注汽车整车和有关总成与部件的安装尺寸链,为汽车总装作技术准备并提供依据。
5.7试制、试验、修改与定型。
6结语
随着汽车工业的不断发展和进步,基于三维设计、分析计算、动态模拟与仿真的CAD/CAM/CAE一体化软件功能的CATIA在汽车设计研发领域的应用不断深入。
其全参数化的理念,以及强大的拓展和二次开发功能为广大的汽车研发设计者带来福音,通过高度标准化的零部件,智能化的人机仿真模拟以及强大的知识工程,可大幅降低汽车研发设计的繁杂度,降低研发成本,缩短研发周期,加快汽车新产品的上市进程。
参考文献:
[1]冯莉.谈CATIA软件在汽运技术专业中的教学改革[J].辽宁高职学报,2011(04)
[2]于哲峰.基于Catia的汽车车身逆向设计方法研究[J].鞍山师范学院学报,2011(02)
[3]胡小庆.基于CATIA的某汽车转向臂轴的三维造型和静强度分析[D].武汉:长江大学,2012:1-66
[4]许娜.CATIA软件在船舶设计中的几点应用[J].硅谷,2012(14)。