汽車CAD/CAE——基于Catia的內外飾通用結構的創建與應用

2014-11-09 李長江 華晨汽車工程研究院

  文章在catia環境上,介紹內外飾通用結構的三維參數化設計,并生成通用結構catalog,在以后的設計中加以引用,以提高設計效率。

  前言

  汽車行業是一個高速發展、競爭日趨激烈的行業。當代汽車開發和制造技術中,縮短開發周期、降低成本、減少產品開發風險等因素直接關系到企業的自主創新力。在內外飾的設計中,同一結構經常被不同項目和零件使用,不同工程師重復的設計造成資源的浪費。而通用結構的建立和應用能夠大大提高設計效率和周期,并降低開發風險。

1、通用結構的創建

  1.1、通用結構的分類

  根據現有車型和競品車型的機構進行分類,在CATIA V5 軟件環境下建立。類別采用中文命名,零件全部按照各標準命名。各類結構具有直觀的零部件式樣圖標,所含信息充分滿足設計需求,如類型、編號、名稱、尺寸規格等。

  通用結構分類:

  (1)卡接結構;(2)螺釘、螺栓安裝結構;(3)焊接結構。

  1.2、通用結構的創建

  建立基于CATIA V5 的通用結構women 稱之為創建CATALOGS.在完成對通用結構的分類后,我們先用CATIA V5 軟件對各類結構進行實體建模,在建模過程中引入參數變量,并對各元素進行約束,然后創建設計表、描述文件,創建圖標,并進行分類,最后加入到CATALOGS 中。這樣,設計人員便可方便的通過索引對通用結構進行調用了。

  創建通用結構大體分為以下過程:

  1.2.1、實體建模

  一個CATIA 的CATALOG 引用了若干實體。實體建模就是用CATIA V5 的各功能模塊將通用結構設計成一個個實體。這些實體就是CATIA V5 中的CARPart 或CATProdut 這樣的文檔。建立的實體需要定義約束關系。在定義約束關系過程中應使約束關系盡量優化,避免重復約束的情況或遺漏必要的函數關系。

  1.2.2、參數化

  CATIA 提供了參數化的設計手段。參數化設計是指系統通過尺寸驅動的方式,以獨立的集合約束條件和簡單的公式,尋找解決方案。參數化設計的主要特殊是以尺寸控制幾何模型,利用CATIA 軟件建立幾何模型時逐一建立幾何參數,這些參數的位置是固定的,但參數的數值是以改變的。參數化定義的圖形是完全受約束的,參數化的設計方法更適合于標準件這類設計過程比較明確的零件。

  通用結構的實體建模,要求對這些實體進行優化的參數化設計。根據實體的外形、尺寸(直徑、長度)、角度、標準來選擇適當的參數變量。按上述要求設計出的實體,才能適用于每組不同的參數值。

  實體由關鍵字描述,關鍵字包括描述實體的引用、類型、直徑、長度、角度等。將這些關鍵字用參數變量來表達,這個過程就是參數化。

基于Catia的內外飾通用結構的創建與應用

  1.2.3、建立描述文件

  建立一種擴展名為CSV 的描述文件,它包含了需要的一類通用結構所需的信息,包括名稱、圖標等相關的信息。

  1.2.4、創建圖標

  對每一類通用結構創建一個能直觀反映該類標準間外形的圖標,并使該圖標文件與建立描述文件中的圖標定義相適應。

  1.2.5、創建CATALOG

  通過CATIA PowerCopy 命令創建通用結構的CATALOG。

  實例:

  (1)設計帶參數的卡鉤結構;

  (2)選擇Interst/knowledge Template/Power Copy 命令;

  (3)定義power copy 的特征;

  (4)從結構樹上的特征定義Power Copy 的參考特征(點,線,面等),并重命名Power Copy 為HOOKS;

  (5)從Inputs 對話框中重命名參考特征;

  (6)保存零件;

  (7)選擇Interst/knowledge Template/Save in Catalog 命令,保存卡鉤特征的power copy 到指定路徑。

基于Catia的內外飾通用結構的創建與應用

2、通用結構的應用

  設計人員通過CATIA V5 界面調用通用結構。點擊CATIA V5Tools 工具條中的catalog browser 圖標,就可以調出通用結構。選擇相應的約束條件(位置、方向)就可實現對通用結構的調用。

  實例:

  (1)在零件創建定義卡鉤位置的點和平面;

  (2)選擇Tools/ catalog browser;(3)選擇對應的平面和點,點擊Preview 預覽;

  (4)完成。

3、結束語

  通用結構的建立,大大減輕了產品設計過程中設計開發人員的工作量。對于提高工程設計質量,有效利用人力資源,提高工作效率,縮短研發周期,降低設計成本,具有重要的應用價值。對于設計人員只需簡單的培訓,即可完成通用結構的使用和維護擴充工作,對由于產品不斷改形而出現的設計提供了一個極為便利的工具。