catia在汽车车身设计方面的应用分析研究 车辆工程专业.docx

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1、catia在汽车车身设计方面的应用摘要：目前，中国汽车工业发生了翻天覆地的变化。尤其是汽车车身的设计好坏直接影响到汽车产品的质量和销售状况。车身的更新速度较快，因此车身设计对新车的开发具有十分重要的作用。目前，计算机辅助技术已渗透到汽车生存周期的各个阶段，尤其是CAD技术已成为汽车造型设计的常规手段。文中以网上某轿车数据为设计为对象，运用catia三维造型软件进行轿车车身造型，着重研究曲线构造、曲面构造、曲面过渡连接以及轿车车身曲面的分块、内饰设计和整车的虚拟装配造型等进行研究。关键词：车身设计、曲面构造、内饰设计、catiaV5R18catiadesigninautomotivebodyap

2、plicationsAbstract：Atpresent,China,sautoindustryhasundergoneenormouschanges.Inparticular,thedesignofthecarbodytothecaradirectimpactonproductqualityandsales.Bodyoftheupdatespeed,sothebodydesignofthenewcar,sdevelopmenthasaveryimportantrole.Currently,computer-aidedtechnologyhaspenetratedintothecarlifec

3、yclestages,inparticular,CADtechnologyhasbecomearoutinemeansofautomobiledesign.Inthispaper,onlinedataforthedesignofacarasanobject,usecatia3Dmodelingsoftwareforcarstyling,focusedonthecurvestructure,surfacestructure,surfaceblendingcarbodyconnectionandblocksurfaces,interiordesignandvirtualassemblymodelv

4、ehiclewerestudied.Keywords:Bodydesign;surfaceconstruction,interiordesign,;catiaV5R18O引言我国的汽车工业从无到有、由小到大、从引进到自主创新，已获得很大发展，并已成为我国重要的支柱性产业。各国发展的历史与实践证明，汽车整车生产能力的提升主要取决于车身的生产能力，汽车的更新换代、造型改装、产品促销等都取决于车身。特别是轿车，其发展取决于车身技术水平。汽车车身应为驾驶员提供良好、舒适的乘坐和工作环境，使其免受震动、噪声、废气以及恶劣气候的影响。故汽车车身及内饰的设计就显得尤为重要。本文对汽车车身及内饰的一些大体环节

5、进行设计，运用二维、三维软件进行制图并结合车身设计学、汽车设计、造型设计等知识所作。汽车车身设计涉及面广，远远超出一般机械产品的范围，因此车身设计人员需要有坚实的理论基础和丰富的实践经验。汽车车身设计要考虑节能、环保、安全三大主题，也要考虑车身外观的美观性；还要考虑所设计的加工可能性。所以汽车车身设计并不是某一个人能够单独完成的，但是大学生有需要进行此类方面的训练，所以本文以大学生的角度结合大学所学知识并且细化建模方法，为大学生以及汽车Catia爱好者提供一个参考。1车身的Catia建模catia是法国达索公司开发的CAD/CAE/CAM一体化软件。现在的catia软件分为V4和V5两个系列，

6、V4版本应用于UNIX平台，V5版本应用于UNIX和WINDOWS两种平台。V5版本界面更友好、易学、易用、功能强大。Catia软件广泛应用于多种行业，软件集成解决方案几乎覆盖了所有产品设计与制造领域，在欧洲的汽车行业已经成为事实上的标准级软件。Catia软件的著名用户包括波音、戴姆勒-克莱斯勒、宝马、大众等一大批知名企业。1.I座椅设计座椅对于驾驶员座椅设计，必须以人机系统工程学有关知识来指导。一个好的驾驶员座椅可以使驾驶员有一个舒适的驾驶环境，达到却倒行车安全、槽中方便以及事业开阔、清晰的目的，同时还能各地或减弱车设传到人体震动和冲击。1.1.1 人体最佳乘坐姿势三级标题许多长期从事坐姿工

7、作的人，如意一种姿势坐得太久，其背部、腰部、臀部及大腿下部等部位会感到疲劳与疼痛而引起各种不适感。坐姿舒适与人体去干的组织结构、生理特点有关。人体的躯干骨由脊柱、肋骨、胸骨等组成，脊柱从侧面看有四个生理弯曲：颈曲、胸曲、腰曲及能曲。组成脊柱的椎骨有颈椎奇快、胸椎12块、腰椎5块愈合成一块舐骨，尾椎4块愈合成一块尾骨。在所有的生理弯曲中，腰曲直接影响到坐姿的舒适性。因为坐姿、弯姿或立姿时腰曲弧线均会产生或多或少的变形。腰曲弧线的变形时造成腰部酸痛、疲劳甚至损伤的机械原因。人站立时身体重量由腿足承受，其腰曲线呈正常稍微前突，变形小；直坐或弯腰姿势时，大部分体重由坐骨承受，部分由腰背部和足部承受，腰

8、曲弧线受到拉伸变形，破事中间的椎间盘受到一向后的推力，压向韧带使之绷紧而引起腰酸等不适感。人体在座椅上坐着的姿势可以用各相临关节的距离及各个关节的角度来确定。对于成年人而言，线度一般是不变的,而关节角度则可以改变。在其可变的范围内，可以找到一个最佳区域，在该区域内的肌肉及关节周围的结构组织松弛，姿势的坐姿称为最佳坐姿。所以为了使乘员坐在座椅上时，其最佳姿势的吃试点应在脚、臀部和背部三部分。若这三部分的支持条件匹配合理，可改善人体的疲劳。1.1.2 座椅的几何参数选择三级标题根据汽车车身设计表3-11确定座椅的设计参数，进而列出下表表1-1前排座椅参数Tab.1Parametersofthefr

9、ontseats车型座垫一座垫转向靠背靠背后倾座高座宽座深柱倾高夹角角角小轿车1101630050040050030表1-2后排座椅参数Tab.1Parametersoftherearseats车型座垫-座垫座高座宽座深靠背靠背后倾高夹角角小轿车1101230014004005001.1.3效果图三级标题图1座椅尺寸参数图2前排座椅效果图Fig.1SeatsizeFig.2Frontseats图3后排座椅设计参数图4后排座椅效果图Fig.3RearseatsizeFig.4Rearseats1.2车轮设计车轮犹如人的鞋，鞋子好看整个人显得挺拔精神，汽车亦是如此。一个好的车轮会为汽车增添去多姿色

10、。本车由于排量所限，故考虑动力性与经济性选择205/55R16轮胎。1.2.1 车轮参数的计算三级标题轮胎的选择：根据汽车车身设计选择轮胎为205/55R16具体计算结果如下：轮胎单边高度=205*55%=112.75mm轮毂直径=16*25.4=406.4mm车轮直径=112.75*2+406.4=631.9mm轮胎宽205mm122效果图图1-5轮胎效果图Fig.Iwheel1.3车身设计1.3.1确定车身的外形尺寸及汽车参数长4997宽1835高1552轴距2790轮距1560最小离130地间隙接近角12.8离去角14前后轴60%40%负荷整备质1470kg额定载5人最高车180kmh量

11、人数速最大爬45%制动距50m最小转6m坡度离弯半径发动机97kw转速3500-45转矩180Nm最大功00率轮胎型205/55R档位数6档手动传动形刖置前号16式驱132建模后的效果图图1-6车身效果图有轮廓线2装配及人机工程分析2.1装配利用Catia装配功能进行装配，能够将所设计的车身等零件组装在一起。图2-1添加零件图2-2效果图Fig.AddpartsFig.!finish2.2人机工程分析221人体视野分析利用catiaHumanActivityAnalysis模块进行驾驶员视野分析。点击视野分析按钮，在点击驾驶员，即出现驾驶员的视野。如下图：图2-3驾驶员视野图显然A柱挡住了驾驶

12、员左边的视野，这对驾驶是十分危险的。故需对座椅或驾驶员向左调整。调整后如图:图2-4驾驶员视野图Fig.1Driversfieldofvision如图驾驶员的视野开阔，有利于驾驶。故修改合理。2.2.2驾驶员手伸及界面的分析利用catiaHumanActivityAnalysis模块进行驾驶员手可触及的区域进行分析。点击手伸及界面计算功能，然后点击驾驶员的手，一个手伸界面生成，如图：图2-5驾驶员手触及区域图Fig.!Drivershandtouchedtheregion如图所示，驾驶员可对仪表台，中控台，若车门中控区轻松触及，表明设计基本合理。3总结汽车车身设计涉及面广，远远超出一般机械产品

13、的范围，因此车身设计人员需要有坚实的理论基础和丰富的实践经验。汽车车身设计要考虑节能、环保、安全三大主题，也要考虑车身外观的美观性；还要考虑所设计的加工可能性。所以Catia正是一款汽车设计的优秀软件，其方便易懂，上手快，尤其适合大学生练习使用。希望通过本文可以总结一套适合大学生联系车身外形设计的流程，或作为参考之用，必将对日后的工作起到至关重要的作用。随着汽车工业的飞速发展，车身等造型设计也会随之进步，各种三维建模软件系统不断强大，车身设计定会翻开全新的一页。参考文献(References)1社，34 2004刘惟信.王望予.2004余志生.羊拯民.5陈家瑞.汽车设计M.北京：清华大学出版社

14、，2001汽车设计第四版1.M.北京：机械工业出版汽车设计M.北京：机械工业出版社，2005汽车车身设计M.北京：机械工业出版社,汽车构造M.北京：人民交通出版社，20066张炳力.汽车设计M合肥：合肥工业大学出版社,20117JulianHappian-Smith.AnIntroductiontoModernVehicleDesignM.NewYork:AcademicPress,2002.8侯洪生.机械工程图学M.北京：科学出版社,20019王登峰.CatiaV5机械（汽车）产品CAD/CAE/CAM全精通教程M.北京：人民交通出版社，200710林玉祥.机械工程图学习题集M.北京：科学出版社，2008需要全部设计过程的发邮件至280894357