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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
2、面特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
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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
3、輪廓,根據(jù)這些曲線創(chuàng)建曲面。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
4、原點(diǎn):后輪中心處。
(2)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。
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(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
5、)。
(2)隱藏插入圖片Painting1的顯示,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。
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(3)重復(fù)上述步驟,以相同方法在車尾創(chuàng)
6、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/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
7、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
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(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
8、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/
9、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
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,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,
10、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.
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[4] 百度文庫(kù)
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