CAD_CAE_CAM一体化技术在汽车轻量化中的应用

CAD技术在汽车设计中的创新应用随着科技的不断进步和发展，计算机辅助设计（CAD）技术在各行各业中的应用越来越广泛。

汽车设计领域也不例外，CAD技术的创新应用对于汽车设计师和制造商来说具有重要意义。

本文将探讨CAD技术在汽车设计中的创新应用，并讨论其对汽车设计的影响和前景。

CAD技术作为一种数字化的设计工具，在汽车设计中发挥了重要作用。

首先，CAD技术极大地提高了设计效率。

传统的汽车设计需要依赖手绘图纸和实物模型，而这些方法费时费力且容易出错。

而借助CAD技术，汽车设计师可以通过计算机软件进行三维建模和模拟，使得设计过程更加快捷和精确。

此外，CAD技术还可以提供实时的设计反馈，使得设计师可以在设计过程中即时调整和改进设计方案。

其次，CAD技术在汽车设计中的创新应用还体现在设计质量的提升上。

传统的手绘图纸往往难以准确表达设计师的想法，而CAD技术可以通过三维建模和虚拟实验，使得设计师可以更加清晰地展现设计思路。

通过CAD技术，设计师可以对汽车的外观、车身比例和配色方案进行全方位的展示和调整，以达到更理想的设计效果。

另外，CAD技术还可以帮助设计师对汽车零部件进行详细的分析和仿真，以确保汽车的可靠性和性能。

此外，CAD技术在汽车设计中的创新应用还带来了协同设计的可能。

传统的汽车设计往往需要设计师之间的频繁沟通和协调，而这往往费时费力且容易出现误解。

而借助CAD技术，设计师可以通过计算机软件进行实时的设计交流和协作，极大地提高了团队效率和协同效果。

此外，CAD软件还可以支持远程协同设计，使得跨地域的设计师可以同时参与到汽车设计项目中，加快了设计进程和提高了设计质量。

最后，CAD技术在汽车设计中的创新应用也为智能化汽车的发展提供了技术支持。

随着人工智能和自动驾驶技术的不断发展，汽车的设计也逐渐向智能化方向演变。

CAD技术可以帮助设计师对智能汽车的传感器和控制系统进行模拟和测试，从而提前发现和解决潜在问题。

收稿日期:2005-06-14基金项目:云南省院所专项项目(2003K FZX -24)作者简介:罗　英(1961-),男,云南昆明人,高级工程师.主要从事CAPP/CAM 应用研究工作.文章编号:1006-3269(2005)03-0055-03汽车制造业中的CAD/CAE/CAM 集成应用罗　英1,孙希平1,王家昆1,李　琦2,王谷见2,郭云龙2(1.云南省机械研究设计院,云南昆明　650031;　2.一汽红塔云南汽车制造有限公司,云南曲靖　655000) 摘　要:　以研究院所和企业的合作事例为基础,将汽车车身覆盖件拉深模具C AE 分析模型的几何信息到通用C AD/C AM 平台的顺畅传递,以及应用C AM 系统对模具进行数控加工建模与仿真的实现过程做实例,表明了在国内汽车设计制造企业中实现C AD/C AE/C AM 集成应用的可行性和有效性.关　键　词:　C AE;汽车车身覆盖件拉深模具;C AM 中图分类号:　TH164 文献标识码:　A随着国家经济发展和制造业大国地位的确立,以及人们生活水平的提高及消费需求的不断增长,汽车工业在国家整个制造业中所占比重逐渐加大,并将成为国民经济的支柱产业.就云南本地而言,据省机械行业协会的统计数据,机械工业产值的80%以上出自汽车制造相关企业.伴随国内汽车工业的发展,本地专业科研院所和企业跟踪引进、消化吸收及综合应用国际上的先进制造技术已是大势所趋.在国内机械制造领域,从C AD 、C APP 到C AM 的集成研究与应用,已有成功案例.如曾经在国际上获得大学领先奖的清华大学CI MS 国家示范工程;获工厂领先奖的北京第一机床厂CI MS 项目,等等.欲将C AE 分析理念与软件技术应用到汽车制造企业的模具设计过程中,验证汽车车身大型覆盖件拉深模具设计,提高设计质量、缩短制造周期,在国内汽车行业还不多见.要把经过计算机拟合以及C AD 软件设计、修改,再通过C AE 软件分析、验证的模具几何信息传送到C AM 软件来进行数控加工及加工仿真,则尚未见诸报道.云南省机械研究设计院和一汽红塔云南汽车制造有限公司针对公司汽车新产品拉深模具设计联合进行的C AE 分析与验证,以及C AM 数控加工和仿真,探索解决C AE 和C AM 软件应用中遇到的技术难题,初步实现了C AD/C AE/C AM 集成应用.本文就C AE 与C AM 之间相关数据的传递,C AM 实现的方法及步骤做一介绍,以期起到抛砖引玉之效.1　CAE 几何模型传递应用冲压C AE 软件PAM 2ST AMP 对拉深模具进行分析、验证后,将模型几何信息直接导入UG S 软件系统,应用其C AM 功能来生成模具数控加工模型.用PAM 2ST AMP 软件产生的模具有限元分析模型中的几何信息,可以调用设计模型(C AD )或网格(MESH )等菜单功能很方便地导出.其C AD 文件格式有IGES 和VDA 等;网格文件格式则有UNV (I DE AS )、C DB (ANSY S )、NAS (NASTRAN )和ST L ,等等.此外,还可以用VRM L 格式导出文件.UG S 可以直接导入由C AE 软件导出的IGES 、ST L 和VRM L 格式文件.对于用VRM L 和ST L 格式导入的文件,C AM 加工建模时需要按照小平面体(facet body ),而不是实体(s olid body )或片体(sheet body )来处理.汽车厂根据其产品设计出模具,凸模、凹模和压料圈型面如图1所示.2　CAM 建模及加工仿真构建模具C AM 加工模型时,在型面上选择点来确定加工坐标系(MCS ),所以上面各图中均不含模具的其它部分.在考虑工件装夹时,因为模座上已留・55・　Group Technology &Production Modernization Vol.22,No.3,2005　技术创新与生产实践　图1　灯饰座模具型面(多件拉深)有定位与夹压位置,故不使用夹具.2.1　工艺方法在C AM 加工实现方法上,根据工厂数控机床设备条件,选择外形铣削(mill contour )和多轴铣削(mill multi 2axis )类型.加工工序与切削参数.在C AM 加工模型中,针对拉深模具模面特征和模具毛胚铸造方式划分粗、精加工工序.以粗加工工序一次加工模具所有型面,留后工序余量0.5;用半精加工及精加工工序由内及外顺序加工各个型面.凹模压料面在半精加工阶段完成,其余各面留精铣余量0.2.半精加工时,工件切入/切出公差(Intol/Outol )按默认值0.03;精加工取一半值或0.01.半精加工及精加工以环绕方式(F ollow Periphery )顺铣,用残余波峰高度(Scallop )控制切削步长与精度.残余波峰高度预设值0.001,应依据后工序需要调整,在保证加工精度的前提下,应尽量减少加工程序代码数量,提高加工效率,降低加工费用.比如精加工灯饰座模具压料面,假设刀具不变,如果直接使用预设值,生成的加工程序行数是236000.将设定值改为0.05时,NC 代码数量骤降到35000行,减少了67%;在相同切削速度下,加工时间缩短2/3,加工效率提高2倍,加工成本也相应降低.2.2　刀具选用结合模具加工工艺要求,对应铸件材料,兼顾加工质量和效率等因素,优先选用硬质合金材料刀具.粗加工采用多齿立铣刀,半精加工和精加工使用球头铣刀.刀具尺寸依据模具型面形状和尺寸确定,以尽量不留或少留加工残余面为原则.灯饰座模具局部半精加工刀具轨迹如图2.图2　模具数控加工刀具轨迹(外围纹路)2.3　NC 程序在C AM 软件自动计算出粗加工、半精加工和精加工各道工序刀具轨迹之后,选择UG S 提供的三轴联动(MI LL 3AXIS )数控机床模板进行后处理.新建程序组联接单个工件的全部工序,生成包括换刀在内的工件整个加工过程的NC 代码.按照汽车厂OK UM A 五面加工中心程序格式要求,对程序开头部分略做修改,即可用机床的DNC 加工配置与计算机联机验证及运行程序.半精加工NC 程序示例:N10G 90G 15N20G 00X0.0Y 0.0Z300.0N30T03M06N40X571.367Y 307.3017S4000M03N50G 43Z220.4864N60Z202.6136N70G 01Z199.6136F3000M08N80X569.0259Y 307.2905N90X571.9014Y 305.9651Z199.6142N100X572.8294Y 305.5417Z199.6143N110X590.9711Y 305.5395Z199.6101N120X609.1128Y 305.5373Z199.6144N130X612.8419Y 307.243Z199.6136N140X592.1045Y 307.2724Z199.6096N150X571.367Y 307.3017Z199.6136N160X571.3691Y 308.8017Z199.613N170X571.3645N180X562.2656Y 308.7579……以上所述主要为各模具凸模的加工情况.至于凹模及压料圈加工,则是应用UG S 的C AM 软件的对象变换功能(Object →Trans form )进行镜像生成工・65・《成组技术与生产现代化》2005年第22卷第3期　　技术创新与生产实践　序.其工序余量按设计和工艺要求给定;NC 程序的生成同凸模.2.4　加工仿真与UG S 的C AM 环境集成的加工仿真工具U 2NISI M ,既能够动态地观察各道加工工序,又可以检查工序中所包含的任何部件相互之间的干涉或碰撞情况.应用中需要定义的部件,按工件装夹要求包括机床、夹具、工件和刀具等.各部件定义完成以后,再按工序指定NC 程序,随后即可进行加工仿真.仿真时机床运动速度(连续或单步)可按观察需要调控.图3为汽车厂用于模具加工的五面加工中心示意图,工序中其余部件从略.图3　五面加工中心3　结　语将用于汽车车身覆盖件拉深模具分析的专业C AE 软件PAM 2ST AMP 与C AD/C AM 通用平台UG S相结合,把C AE 几何模型交由C AM 软件进行数控加工建模、运算及仿真,填补了从C AE 分析直接扩展到C AM 加工的空缺,让汽车模具设计/分析/制造并行工程的推进成为可能,并使我们的应用研究工作针对汽车设计制造企业实现了C AD/C AE/C AM 集成应用.这为本地及国内汽车行业做出了有效的示范.同时,我们非常乐意与各地从事和即将从事汽车模具C AD/C AE/C AM 的朋友们进行更加深入细致的沟通和交流.参考文献:[1]　邓仕珍.汽车车身制造工艺学[M].北京:北京理工大学出版社,2001.[2]　周方寿.客车车身覆盖件的设计与制造[M].北京:机械工业出版社,1998.[3]　ESI G roup.Pam 2S tam p 2G 2004User ’s G uide[M].Paris :ESI G roup ,2004.[4]　UG S.V18.0Unigraphics Help [M].CA :Unigraphics S olutions Inc.,2001.I ntegration Application of CAD/CAE/CAMin Automobile Manu facturingLUO Y ing 1,S UN X i 2ping 1,W ANGJia 2kun 1,LI Qi 2,W ANG G u 2jian 2,G UO Y un 2long 21.Y unnan Mechanical Research &DesignInstitute ,K unming 650031;2.Faw 2H ongta Y unnan Autom obile Manu facturingC o.Ltd.,Qujing 655000,China ) Abstract :Based on cooperation between the institute and theenterprise ,taking the realizing course of C AE s oftware and C AM sys 2tem applying as instance ,geometry data exchange between the speci 2fied C AE application and an universal C AD/C AM platform 2the data is generated by C AE analyzing m odel from autom obile body sheet metal stamping dies ;and C AM based on NC manu facturing process m odeling and the process simulation for the dies are als o generated.S tudy shows the feasibility and validity of integrated applying of C AD/C AE/C AM in domestic autom obile designing and manu factur 2ing enterprises.K ey w ords :C AE;autom obile body sheet metal stamping dies ;C AM(上接第27页)R esearch on Feasibility Problem of MPSPE NG Zu 2cheng ,G UO G ang ,J I N Li(The C ollege of Mechnical Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400044,China ) Abstract :This paper discusses the factors that affect the feasi 2bility of MPS;the factors are the preparative of basic data ,the accu 2racy of forecast ,the planning method and the choice of parameter etc.The existing problem and limitation are analysed ,and s ome sug 2gestions based on the theory such as w ork study ,ERP ,CP M and practical experience are presented in order to improve the feasibility of MPS.K ey w ords :MPS;w ork measurement ;forecast ;CP M・75・　Group Technology &Production Modernization Vol.22,No.3,2005　技术创新与生产实践　。

汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径作者：SKP资讯中心整理来源：上海汽车》2007年第6期热度：506前言有关研究数据表明，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。

由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。

汽车车身约占汽车总质量的30%，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上，因此车身的轻量化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。

同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。

车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定；轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。

因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。

1、轻量化技术及其发展现状汽车轻量化的技术内涵是：采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能降低汽车产品自身重量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。

然而，汽车轻量化绝非是简单地将其小型化。

首先应保持汽车原有的性能不受影响，既要有目标地减轻汽车自身的重量，又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性，同时汽车本身的造价不被提高，以免给客户造成经济上的压力。

汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。

一方面汽车轻量化与材料密切相关；另一方面，优化汽车结构设计也是实现汽车轻量化的有效途径。

与汽车自身质量下降相对应，汽车轻量化技术不断发展，主要表现在：(1)轻质材料的使用量不断攀升，铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、塑料、粉末冶金、生态复合材料及陶瓷等的应用越来越多；(2)结构优化和零部件的模块化设计水平不断提高，如采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的，计算机辅助集成技术和结构分析等技术也有所发展；(3)汽车轻量化促使汽车制造业在成形方法和联接技术上不断创新。

CAD技术在汽车设计中的应用与发展在当今的汽车工业领域，计算机辅助设计（CAD）技术已经成为不可或缺的重要工具。

它不仅极大地改变了汽车设计的方式和流程，还为汽车行业的创新和发展提供了强大的支持。

CAD 技术在汽车设计中的应用十分广泛。

首先，在汽车外观设计方面，设计师可以利用 CAD 软件创建三维模型，直观地展现汽车的整体造型。

通过对线条、曲面和比例的精确控制，设计师能够设计出更具美感、空气动力学性能更优的车身外形。

而且，CAD 技术能够实现实时渲染，让设计师在设计过程中就可以看到不同材质、颜色和光照条件下汽车外观的效果，从而快速做出调整和优化。

在汽车内饰设计中，CAD 技术同样发挥着关键作用。

它可以帮助设计师精确规划车内空间布局，包括座椅的位置、仪表盘的设计以及各种控制按钮的分布等。

借助 CAD 技术，设计师还能模拟乘客在车内的乘坐体验，考虑到人体工程学因素，提高乘坐的舒适性和便利性。

汽车零部件的设计是汽车设计的重要组成部分。

CAD 技术使得零部件的设计更加精确和高效。

工程师可以利用 CAD 软件对零部件进行参数化设计，通过修改参数快速生成不同规格的零部件模型。

同时，CAD 技术还能够对零部件进行力学分析和模拟，预测其在实际使用中的性能和可靠性，提前发现潜在的问题并进行改进，从而减少试验次数，降低研发成本。

CAD 技术在汽车设计中的发展也经历了多个阶段。

早期的 CAD 系统主要侧重于二维绘图，帮助设计师绘制简单的平面图和剖面图。

随着计算机技术的不断进步，三维 CAD 系统逐渐成为主流。

三维 CAD 系统能够提供更加真实、直观的设计环境，让设计师更好地理解和把握产品的形态和结构。

近年来，随着虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的兴起，CAD 技术与这些技术的结合为汽车设计带来了新的突破。

设计师可以通过 VR 设备身临其境地观察和评估汽车设计模型，从不同角度感受设计效果，从而做出更加准确的决策。

而 AR 技术则可以将虚拟的设计模型与现实场景相结合，例如在实际的生产车间中展示设计方案，方便工人理解和执行生产任务。

cad与cae在汽车研发中的作用CAD与CAE在汽车研发中的作用引言在汽车研发过程中，CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助工程）两个工具起着至关重要的作用。

CAD通过三维建模和设计，帮助工程师更加直观地构建汽车零部件和整车结构，而CAE则通过数值模拟和分析，对汽车的性能和安全进行评估。

本文将探讨CAD 和CAE在汽车研发中的具体作用。

一、CAD在汽车研发中的作用1. 创新设计CAD可以帮助工程师通过三维建模技术进行创新设计，快速构建出复杂的汽车零部件和整车结构。

工程师可以通过CAD软件进行参数化设计，轻松修改设计方案，提高设计效率。

CAD还可以实现虚拟装配，避免在实际生产中出现装配问题。

2. 碰撞分析汽车的安全性是一个重要的考量因素。

通过CAD软件，工程师可以对汽车的结构进行碰撞分析，预测在碰撞事故中各个部件的变形情况和受力情况，从而优化车身结构，提高车辆的安全性能。

3. 流体动力学分析在汽车研发中，流体动力学分析是一个重要的环节。

通过CAD软件，工程师可以对汽车外形进行流线型设计，减小车辆的阻力，提高燃油经济性。

此外，CAD还可以模拟车辆在不同速度下的气动性能，对车辆的稳定性和操控性进行评估和优化。

二、CAE在汽车研发中的作用1. 结构强度分析汽车的结构强度是保证车辆安全性的基础。

通过CAE软件，工程师可以对汽车结构进行有限元分析，预测在各种工况下各个部件的应力、应变和变形情况，从而判断结构是否足够强度，是否需要进行优化设计。

2. 振动和噪音分析振动和噪音是汽车研发中需要重点考虑的问题。

通过CAE软件，工程师可以对汽车的振动和噪音进行数值模拟，预测在不同工况下车辆的振动和噪音水平，从而优化车辆的结构和零部件，提高车辆的乘坐舒适性。

3. 热力学分析汽车发动机的热力学性能是影响汽车性能的重要因素。

通过CAE软件，工程师可以对汽车发动机进行热力学分析，模拟发动机燃烧过程、冷却系统和排气系统的工作情况，从而优化发动机的燃烧效率和排放性能。

汽车轻量化技术发展趋势武万斌;年雪山【摘要】文章从轻量化材料的应用、车身结构优化设计和先进制造工艺3个方面对汽车轻量化技术的国内外现状和发展进行了研究和分析.介绍了汽车结构优化、新材料及新技术的应用,强调了高强度钢、铝合金、塑料和复合材料是目前汽车轻量化不可缺少的;热成形技术、辊压成形技术以及差厚板技术在汽车轻量化中得到了广泛的应用.汽车结构优化完善、多材料一体化、零部件的轻量化是未来汽车轻量化发展的方向.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P15-17)【关键词】汽车轻量化;先进制造工艺;复合材料【作者】武万斌;年雪山【作者单位】北京汽车股份有限公司;北京汽车股份有限公司【正文语种】中文汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一,对汽车工业的可持续发展具有重要意义。

目前汽车轻量化材料在车身上得到了广泛的应用，实现汽车轻量化主要通过采用轻量化材料及应用先进的工艺技术，轻量化材料不仅可以节能减排，也可以降低汽车研发成本。

采用先进的工艺技术可以提高车身的安全性、耐久性。

汽车轻量化材料成为汽车行业中替代钢材的一种趋势，先进的工艺技术为材料的不断更新提供稳定的发展基础。

1 汽车轻量化发展现状1.1 高强度钢板的应用高强度钢板的真正优势是减薄钢板、减轻车身质量而又不降低车身安全性。

无论从成本还是性能角度分析，高强度钢板是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的首选材料，主要应用在AB柱、地板、门槛等车辆的关键结构件。

宝马部分车型中的中通道、地板、B柱、车门防撞杆均采用高强钢，如图1所示。

图1 宝马采用高强度钢板的中通道、地板、B柱等关键部件凯迪拉克的AB柱内板、地板中通道、横梁等关键部件均采用先进的高强钢，通过结构优化设计，使钢制下车体结构比铝制车体减重6 kg，如图2所示。

图2 凯迪拉克采用高强度钢板的AB柱内板、地板中通道、横梁等关键部件1.2 铝合金的应用铝合金作为轻质金属，是汽车轻量化的理想材料。

CAD技术在汽车设计中的应用与发展在当今汽车工业的发展进程中，CAD 技术（计算机辅助设计）扮演着举足轻重的角色。

它犹如一把神奇的钥匙，开启了汽车设计领域无限创新和高效的大门，为汽车的外观、结构和性能带来了前所未有的变革。

汽车设计是一个复杂而精细的过程，需要综合考虑众多因素，如美学、空气动力学、安全性、舒适性以及制造工艺等。

CAD 技术的出现，使得设计师能够更加直观、准确地表达和优化设计理念。

从早期的二维绘图到如今的三维建模，CAD 技术不断演进。

在二维绘图阶段，设计师主要使用 CAD 软件来绘制汽车的平面图和剖面图，这在一定程度上提高了绘图的效率和精度，但对于复杂的曲面和立体结构的表达仍存在局限性。

随着计算机技术的飞速发展，三维 CAD 软件应运而生，为汽车设计带来了革命性的变化。

三维建模是 CAD 技术在汽车设计中的核心应用之一。

设计师可以通过构建三维数字模型，从各个角度观察和评估汽车的外观和内部结构。

这不仅有助于发现潜在的设计问题，还能为后续的工程分析和制造提供准确的数据支持。

利用三维建模，设计师能够轻松地创建出复杂的车身曲面，如流畅的线条、圆润的拐角等，使汽车的外观更加美观和富有动感。

同时，还可以对汽车的内部空间进行精确布局，如座椅的位置、仪表盘的设计等，以提高乘客的舒适性和操作的便利性。

在汽车外观设计方面，CAD 技术让设计师能够充分发挥创意。

通过使用各种建模工具和渲染技术，设计师可以快速生成多种设计方案，并以逼真的效果展示出来。

这使得设计团队能够更直观地比较和筛选不同的方案，从而选出最具吸引力和可行性的设计。

此外，CAD 技术还可以模拟不同的光照条件和环境背景，让设计师更好地评估汽车外观在不同场景下的视觉效果，进一步优化设计细节。

CAD 技术在汽车结构设计中的应用同样不可或缺。

在设计汽车的车架、底盘、悬挂系统等关键部件时，工程师可以利用 CAD 软件进行精确的力学分析和模拟。

例如，通过有限元分析（FEA），可以预测部件在不同载荷条件下的应力分布和变形情况，从而优化结构设计，提高汽车的安全性和可靠性。

CAE结构优化在汽车轻量化开发中的作用CAE（计算机辅助工程）结构优化在汽车轻量化开发中扮演着至关重要的角色。

为了满足环保要求和节能要求，汽车制造商越来越注重轻量化设计，以降低车辆重量、提高燃油效率和减少尾气排放。

CAE结构优化技术能够帮助汽车制造商实现这些目标，并在新产品开发过程中提供重要的支持。

CAE结构优化是利用计算机模拟技术，通过分析和优化设计，以对汽车车身结构进行减重和优化的过程。

它可以用来评估不同材料和设计选择对车辆性能和结构强度的影响，并找到最佳的设计方案。

CAE结构优化可以帮助汽车制造商优化车身结构。

它可以通过优化设计的方式，减少材料的使用量和重量，从而达到轻量化的目标。

利用CAE技术，汽车制造商可以对车身结构进行仿真分析，通过优化材料分布和几何形状，降低结构的重量，同时满足车辆的安全性能和刚度要求。

CAE结构优化可以提高汽车的燃油效率。

重量是影响燃油效率的重要因素之一，轻量化设计可以显著降低燃料消耗。

CAE结构优化可以通过减少车身重量和降低风阻，降低整车的能耗和燃料消耗。

通过对车辆的流体力学分析和优化，可以设计出更加 aerodynamic 的车身形状，减少空气阻力。

CAE技术还可以通过优化发动机和传动系统的匹配，进一步提高燃油效率。

CAE结构优化可以提高汽车的安全性能。

轻量化设计在不损害车辆强度和刚度的前提下，降低了车身的重量，提高了车辆的安全性能。

CAE技术可以通过仿真分析确定车身的合理材料分布和结构强度，以确保车身在碰撞和冲击时具有足够的刚度和抗变形性能。

利用CAE结构优化，可以减少车辆受损的可能性，提高车辆的安全性能和乘员的保护性。

CAE结构优化还可以加快产品开发的速度和降低开发成本。

传统的车辆设计和测试往往需要大量的物理样机和试验，这不仅费时费力，而且成本较高。

采用CAE结构优化技术后，可以通过计算机模拟来替代物理样机试验，减少试验的次数和成本，缩短产品开发周期。

CAE技术还可以在产品设计的早期阶段进行仿真分析和优化，提前发现问题，减少改动成本。

基于pro/en gineer的CAD/CAM/CAE 一体化技术及其在汽车工程中的应用卿宏军(长沙交通学院汽车与机电工程系,湖南长沙　410076)摘　要:介绍了CAD/CAM/CAE一体化技术的发展历程以及pro/en gineer软件中相关的模块,阐述了pro/en gineer软件在汽车工程中的应用。

关键词:汽车;pro/en gineer;CAD/CAM/CAE中图分类号:U462.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2668(2002)06-0006-021　CAD/CAM/CAE一体化技术的发展CAD技术产生于20世纪60年代,早期CAD技术以交互式二维绘图和三维线框模型为主要特征,无法实现CAM/CAE。

到20世纪70年代,自由曲线、曲面的生成算法表面造型理论逐渐形成,不过这时的CAD软件还不能表达零件的质量和质心的特征,不便于进行工程分析(CAE)。

20世纪80年代,实体造型理论形成,几何建模方法开始使用,实体造型技术能表达全部形体信息,使CAD/CAM/CAE一体化集成技术取得了突破性进展。

20世纪90年代以来,变量造型理论(Ⅰ2deas为代表)、参数化造型理论(pro/e为代表)成为CAD技术的基础理论,相对而言,后者发展更为迅速。

2　pro/en gineer软件简介美国参数技术公司(PTC)的pro/en gi2 neer深刻而精辟地诠释了机械设计制造分析自动化(MechanicalDesi gn&Manufacture& Engineerin gAutomation)的最新理念———柔性工程(FlexibleEn gineerin g),它突破传统观念,提出参数化设计(parametricdesi gn)、基于特征(feature2basiced)、全相关单一数据库(full2assosiativit y)、完全约束(full2constraint)的思想。

中国汽车行业中CAD的应用CAD是Computer Aided Design的简称，即计算机辅助设计。

对CAD的理解可以分为三个层次，分别赋予“D”不同的解释：“Drawing”、“Design”、“Development”，即“绘图”、“设计”和“开发”。

汽车行业是CAD技术最先应用的领域之一，国外一些著名的汽车公司很早就自行开发CAD/CAM软件。

到现在，CAD/CAM技术几乎被所有汽车公司所采用，可以说CAD技术的应用水平，已经成为评价一个国家汽车工业水平的重要指标。

美国福特汽车公司从上世纪80年代初就开始CAD系统的规划与实施，到了1985年有一半以上的产品设计工作在图形终端上实现，至90年代初，其产品开发全面采用CAD。

在我国，汽车企业也是CAD技术应用的先锋。

CAD技术在企业中的成功应用，不仅带来了企业技术上的创新，同时带动了企业经营、管理旧模式的改革。

因此，它对我国传统产业的改造、新技术的兴起，以及汽车工业提高国际竞争力等方面，起到了巨大的推动作用。

我国从上世纪70年代开始研究和推广CAD技术，使得CAD技术在国内得到了较广泛的应用，并从中取得了不错的经济回报。

到目前为止。

国内大型汽车企业已普遍实施了CAD 系统，取代手工业，一些大型汽车企业的CAD应用水平也接近国际先进水平。

如中国一汽引进IBM4381为主机在全厂建立了进程和远程工作站，形成了技术信息和CAD中心。

同时，有限元结构分析得到了越来越多广泛的应用，完成了大量的车身、车架、发动机缸体、变速器壳体、桥壳等零部件的结构分析。

东风汽车公司是我国汽车行业中应用计算机辅助技术最好的单位之一。

全厂从事计算机辅助造型设计、工程分析、制造和软件维护人员大约900多人。

传统的计算机二维设计已全面普及，整车的三维设计已在各个设计部门进入实用阶段。

但由于我国CAD软件自主研发水平与发达国家之间存在较大的差距，国内一些研究机构和公司推出的CAD系列软件得不到更广泛的应用，市场占有率低，尤其在CAD系统集成方面还是刚刚起步。