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1、汽車CAD/CAE —基于CATIA V5R19的汽車曲面造型設(shè)計(jì) 姓名 （武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院：車輛工程1007班；學(xué)號(hào)：） 摘 要：CATIA是汽車工業(yè)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，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(fēng)格、車身及引擎設(shè)計(jì)等方面具有獨(dú)特的長(zhǎng)處，為各種車輛的設(shè)計(jì)和制造提供了端對(duì)端的解決方案。 汽車外殼造型設(shè)計(jì)是CATIA在汽車設(shè)計(jì)方面的一個(gè)重要應(yīng)用，因?yàn)槠囃鈿つＪ绞亲笥覍?duì)稱的，所以汽車外殼造型設(shè)計(jì)分為兩部分。首先在草圖跟蹤模塊引入品面設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的汽車外形圖。然后結(jié)合自由曲面設(shè)計(jì)模塊和常規(guī)曲面設(shè)計(jì)模塊中的多種功能來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜的曲面特征，最后在使用曲面特

2、征的多種操作方法來(lái)綜合創(chuàng)建汽車外殼模型。在用CATIA對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，并不是只有一條途徑，要達(dá)到某種效果可以有很多種方法，我們要靈活運(yùn)用，以大大減少設(shè)計(jì)步驟。 關(guān)鍵詞：CATIA；汽車；曲面造型 引 言 本學(xué)期我們學(xué)習(xí)了汽車CAD/CAE課程，作為一門(mén)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(xué)生，就很有必要學(xué)好和運(yùn)用它。在這兩個(gè)月的汽車CAD/CAE的學(xué)習(xí)中，不僅了解到了一些三維設(shè)計(jì)軟件的一些基本操作和作圖原理，還學(xué)會(huì)了一些基本應(yīng)用和創(chuàng)新。本次的汽車外殼設(shè)計(jì)又再次與專業(yè)需求相結(jié)合，先仔細(xì)運(yùn)用自由曲面設(shè)計(jì)模塊提供的三維曲線工具勾勒汽車輪廓，根據(jù)這些曲線創(chuàng)建曲面

3、。不僅可以檢驗(yàn)自己所學(xué)的知識(shí)還可以加深對(duì)本門(mén)課程的了解和熟練運(yùn)用。 CATIA V5-R19汽車外殼模型創(chuàng)建過(guò)程 1 插入汽車參照?qǐng)D片 （1）打開(kāi)CATIA選擇Sketch Tracer（草圖跟蹤）命令進(jìn)入設(shè)計(jì)平臺(tái)。 （2）單擊按鈕打開(kāi)一張汽車左視圖片 并在彈出的對(duì)話框中選擇命令。 2 設(shè)置草圖 單擊按鈕，拖動(dòng)虛線框上的箭頭，再修改實(shí)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(shù)上雙擊Product1，新零件的基準(zhǔn)平面所決定的坐標(biāo)原點(diǎn)位于視圖中所定位的原點(diǎn)：后輪中心處。 （2

4、）在特征樹(shù)上展開(kāi)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(jì)平臺(tái)模塊。 （3）單擊屬性工具中的，在彈出的對(duì)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(xì)認(rèn)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(pán)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(shí)，把鼠標(biāo)移到下一段3D曲線末端點(diǎn)處，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)捕捉曲線端點(diǎn)，并且以一個(gè)紅色的虛線圓高亮表示）。 （2）隱藏插入圖片Painting1的顯示，

5、雙擊按鈕，分別對(duì)第一條第二條第三條汽車輪廓線進(jìn)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(dòng)，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(diǎn)3個(gè)如圖。 （2）單擊線框工具欄中的，在彈出的對(duì)話框上單擊顯示參數(shù)按鈕，依次單擊點(diǎn)1 2 3 4 5并右擊切線方向框選擇X軸命令，最后選擇點(diǎn)6，設(shè)置該點(diǎn)切線方向?yàn)閅軸方向，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，在平面類型列表中選擇/

6、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(duì)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(gè)交叉點(diǎn)為參考點(diǎn)繪制3條樣條曲線，在創(chuàng)建樣條時(shí)設(shè)置最上面三個(gè)點(diǎn)切線方向?yàn)閄軸方向，其余點(diǎn)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(duì)話框，在平臺(tái)上依次選擇/接合1/ /平移1/ /平移2/，再在引導(dǎo)線欄選擇/樣條線1/ 樣條線2/ /樣

7、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(mén)曲面 （1）顯示最初插入的汽車圖片，切換至自由曲面設(shè)計(jì)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(jìn)行樣條線繪制勾勒出汽車車門(mén)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(duì)話框。 （3）按住Ctrl鍵依次選擇/多截面曲面1/，4條車門(mén)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(fēng)格分割對(duì)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(mén)輪廓曲線。得到。 8 切割前后車燈曲面 （1）進(jìn)入

8、創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊，單擊草圖工具欄是那個(gè)的按鈕，系統(tǒng)彈出/草圖定位/對(duì)話框，參考選擇xz面，選中對(duì)話框中的/反轉(zhuǎn)H/復(fù)選框，單擊/確定/后進(jìn)入草繪平臺(tái)并繪制車燈如圖。 （2）返回到創(chuàng)成式曲面設(shè)計(jì)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(jì)平臺(tái)中選擇zx平面，進(jìn)入草繪平臺(tái)，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(duì)話框，單擊切割元素框是它變成藍(lán)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 切割

9、前后擋風(fēng)玻璃曲面 （1）選擇zx平面，進(jìn)入草圖繪制界面，在前后擋風(fēng)玻璃的位置繪制兩個(gè)矩形如圖所示，返回創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊單擊按鈕，長(zhǎng)度輸入1500mm對(duì)剛才所畫(huà)的草圖進(jìn)行拉伸，得到。 （2）選擇操作工具欄中的按鈕，彈出分割定義對(duì)話框，在切割元素欄選擇切割完車門(mén)和車燈的汽車曲面/分割.1/，隨后在平臺(tái)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(duì)稱定義對(duì)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(guò)對(duì)本圖的繪制，我對(duì)于CATIA這款在

10、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(jì)軟件有了更深一步的了解，尤其是對(duì)自由曲面設(shè)計(jì)和創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)在汽車造型設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。并且認(rèn)識(shí)到了CATIA在曲面設(shè)計(jì)方面所具備的強(qiáng)大的功能，這也是它核心部分之一。在曲面設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深刻感覺(jué)到了要有細(xì)心和有耐心，特別是對(duì)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(xiàn) [１] 唐俊、龍坤.CATIA V5 R14中文教程[Ｍ] ，北京：清華大學(xué)出版社. [２] 邸浩.CATIA曲面造型在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[Ｚ]河北：邸浩，２０１０. [３] 荀斌.CATIA在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[Ｚ]廣州：荀斌，１９９９. [４] 百度文庫(kù)