汽車CAD CAE論文【驕陽書屋】

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1、 汽車CAD/CAE —基于CATIA V5R19的汽車曲面造型設(shè)計 姓名 （武漢理工大學汽車工程學院：車輛工程1007班；學號：） 摘 要：CATIA是汽車工業(yè)的事實標準，是歐洲、北美和亞洲頂尖汽車制造商所用的核心系統(tǒng)。CATIA 在造型風格、車身及引擎設(shè)計等方面具有獨特的長處，為各種車輛的設(shè)計和制造提供了端對端的解決方案。 汽車外殼造型設(shè)計是CATIA在汽車設(shè)計方面的一個重要應(yīng)用，因為汽車外殼模式是左右對稱的，所以汽車外殼造型設(shè)計分為兩部分。首先在草圖跟蹤模塊引入品面設(shè)計師設(shè)計的汽車外形圖。然后結(jié)合自由曲面設(shè)計模塊和常規(guī)曲面設(shè)計模塊中的多種功能來創(chuàng)建復(fù)雜的曲面特征，最后在使用曲

2、面特征的多種操作方法來綜合創(chuàng)建汽車外殼模型。在用CATIA對產(chǎn)品進行設(shè)計時，并不是只有一條途徑，要達到某種效果可以有很多種方法，我們要靈活運用，以大大減少設(shè)計步驟。 關(guān)鍵詞：CATIA；汽車；曲面造型 教學f 引 言 本學期我們學習了汽車CAD/CAE課程，作為一門車輛工程專業(yè)重要的專業(yè)課和軟件課，所以想要成為一名合格的本專業(yè)學生，就很有必要學好和運用它。在這兩個月的汽車CAD/CAE的學習中，不僅了解到了一些三維設(shè)計軟件的一些基本操作和作圖原理，還學會了一些基本應(yīng)用和創(chuàng)新。本次的汽車外殼設(shè)計又再次與專業(yè)需求相結(jié)合，先仔細運用自由曲面設(shè)計模塊提供的三維曲線工具勾勒汽車輪廓，根據(jù)這

3、些曲線創(chuàng)建曲面。不僅可以檢驗自己所學的知識還可以加深對本門課程的了解和熟練運用。 CATIA V5-R19汽車外殼模型創(chuàng)建過程 1 插入汽車參照圖片 （1）打開CATIA選擇Sketch Tracer（草圖跟蹤）命令進入設(shè)計平臺。 （2）單擊按鈕打開一張汽車左視圖片 并在彈出的對話框中選擇命令。 2 設(shè)置草圖 單擊按鈕，拖動虛線框上的箭頭，再修改實線框框定的范圍，然后修改參數(shù)，單擊確定得到如圖所示切割后的圖片。 3 繪制第一條汽車輪廓線 （1）選擇/新建零件/命令，在特征樹上雙擊Product1，新零件的基準平面所決定的坐標原點位于視圖中所定位的原點：后輪中

4、心處。 （2）在特征樹上展開插入零件Part1的所有子目錄，雙擊/零件集合體/切換至自由曲面設(shè)計平臺模塊。 （3）單擊屬性工具中的，在彈出的對話框中選擇使yz成為優(yōu)先平面。 （4）雙擊工具欄中的按鈕，仔細認真耐心，盡可能貼切的勾勒出汽車外形輪廓3D曲線。。 4 創(chuàng)建其余汽車輪廓曲線 （1）重復(fù)前面一步的步驟，分別創(chuàng)建第二條和第三條汽車輪廓線，其中第二條曲線為底盤輪廓線，第三條為靠近觀察者一側(cè)的輪廓曲線，每條輪廓線都由三段3D曲線組成（在繪制下一段3D曲線時，把鼠標移到下一段3D曲線末端點處，系統(tǒng)會自動捕捉曲線端點，并且以一個紅色的虛線圓高亮表示）。 （2）隱藏插入圖片Painti

5、ng1的顯示，雙擊按鈕，分別對第一條第二條第三條汽車輪廓線進行合并。 （3）雙擊平移平面按鈕，彈出并輸入如圖所示，單擊/確定/按鈕，完成特征的移動，系統(tǒng)再次彈出命令框，本次輸入數(shù)據(jù)為，得到。 5 創(chuàng)建車身擬合曲線 （1）單擊線框工具欄的定義直線，再在該線段用工具欄中的命令分別定義四等分點3個如圖。 （2）單擊線框工具欄中的，在彈出的對話框上單擊顯示參數(shù)按鈕，依次單擊點1 2 3 4 5并右擊切線方向框選擇X軸命令，最后選擇點6，設(shè)置該點切線方向為Y軸方向，單擊/確定/按鈕，如圖。 （3）重復(fù)上述步驟，以相同方法在車尾創(chuàng)建另一條樣條曲線如圖。 （4）單擊線框工具欄中的命令，在平面類

6、型列表中選擇/偏移平面/，以zx平面為參考平面，輸入偏移距離1250mm，勾選完成后重復(fù)對象復(fù)選框并輸入1，單擊/確定/按鈕。 （5）選擇工具欄中的按鈕，第一元素選擇/接合1/ /平移1/ /平移2/，第二元素選擇/zx平面/ /平面1/ /平面2/，單擊/確定/。 （6）單擊工具欄中的按鈕，分別以上面創(chuàng)建的9個交叉點為參考點繪制3條樣條曲線，在創(chuàng)建樣條時設(shè)置最上面三個點切線方向為X軸方向，其余點的切線方向可以不設(shè)置，做出圖 6 創(chuàng)建車身輪廓曲線 單擊曲面工具欄上的按鈕，系統(tǒng)彈出多截面曲面定義對話框，在平臺上依次選擇/接合1/ /平移1/ /平移2/，再在引導線欄選擇/樣條線1/ 樣

7、條線2/ /樣條線3/ /樣條線4/ /樣條線5/，單擊/確定/按鈕完成操作。 7 切割車門曲面 （1）顯示最初插入的汽車圖片，切換至自由曲面設(shè)計模塊。單擊按鈕將視圖切換到主視圖，右擊指南針選擇/使YZ成為優(yōu)先平面/，雙擊進行樣條線繪制勾勒出汽車車門輪廓。 （2）顯示隱藏的車身輪廓曲面，單擊曲線創(chuàng)建工具欄中的按鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示對話框。 （3）按住Ctrl鍵依次選擇/多截面曲面1/，4條車門輪廓曲線，單擊/確定/，得到如圖 （4）單擊按鈕，系統(tǒng)彈出自由風格分割對話框，選擇使用曲面分割選擇要被分割的曲面/多截面曲面1/和分割它的元素4條車門輪廓曲線。得到。 8 切割前后車燈曲面

8、 （1）進入創(chuàng)成式外形設(shè)計模塊，單擊草圖工具欄是那個的按鈕，系統(tǒng)彈出/草圖定位/對話框，參考選擇xz面，選中對話框中的/反轉(zhuǎn)H/復(fù)選框，單擊/確定/后進入草繪平臺并繪制車燈如圖。 （2）返回到創(chuàng)成式曲面設(shè)計模塊，單擊線框工具欄中的以草圖1為元素，/多截面曲面1/為支持面，沿Y軸方向投影，單擊/確定/，完成前車燈投影曲線。 （3）在設(shè)計平臺中選擇zx平面，進入草繪平臺，繪制汽車尾燈輪廓，把草圖投影到車尾部，步驟同上。 （4）選擇，系統(tǒng)彈出分割定義對話框，單擊切割元素框是它變成藍色，切割元素選擇/多截面曲面1/，然后選擇前后燈投影曲面/多截面曲面1/，單擊/確定/，完成前后車燈的切割操作。

9、 9 切割前后擋風玻璃曲面 （1）選擇zx平面，進入草圖繪制界面，在前后擋風玻璃的位置繪制兩個矩形如圖所示，返回創(chuàng)成式外形設(shè)計模塊單擊按鈕，長度輸入1500mm對剛才所畫的草圖進行拉伸，得到。 （2）選擇操作工具欄中的按鈕，彈出分割定義對話框，在切割元素欄選擇切割完車門和車燈的汽車曲面/分割.1/，隨后在平臺上選擇剛才創(chuàng)建的拉伸曲面/拉伸.1/，得到如圖所示，單擊確定，再隱藏拉伸面，如圖。 （3）單擊操作工具欄中的按鈕，系統(tǒng)彈出對稱定義對話框，并填入如下圖所示，單擊確定按鈕，完成操作，最后創(chuàng)建的汽車造型曲面如圖 主視圖：，俯視圖：，其他視圖： 總結(jié)： 通過對本圖的繪制，我對于C

10、ATIA這款在航空航天，汽車工業(yè)，造船工業(yè)，加工和裝配等很多領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用的三維設(shè)計軟件有了更深一步的了解，尤其是對自由曲面設(shè)計和創(chuàng)成式外形設(shè)計在汽車造型設(shè)計方面的應(yīng)用。并且認識到了CATIA在曲面設(shè)計方面所具備的強大的功能，這也是它核心部分之一。在曲面設(shè)計過程中，我深刻感覺到了要有細心和有耐心，特別是對于外形輪廓的繪制，要盡量做到精確，這樣才能在后面得到光順圓滑的汽車外形。 參考文獻 [１] 唐俊、龍坤.CATIA V5 R14中文教程[Ｍ] ，北京：清華大學出版社. [２] 邸浩.CATIA曲面造型在汽車設(shè)計中的應(yīng)用[Ｚ]河北：邸浩，２０１０. [３] 荀斌.CATIA在汽車產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用[Ｚ]廣州：荀斌，１９９９. [４] 百度文庫