汽车CAD CAE论文 基于CATIA V5R19的汽车曲面造型设计

1、汽车CAD/CAE基于CATIA V5R19的汽车曲面造型设计姓名（武汉理工大学汽车工程学院：车辆工程1007班；学号：）摘 要：CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端的解决方案。 汽车外壳造型设计是CATIA在汽车设计方面的一个重要应用，因为汽车外壳模式是左右对称的，所以汽车外壳造型设计分为两部分。首先在草图跟踪模块引入品面设计师设计的汽车外形图。然后结合自由曲面设计模块和常规曲面设计模块中的多种功能来创建复杂的曲面特征，最后在使用曲面特征的多种操作方法来综

2、合创建汽车外壳模型。在用CATIA对产品进行设计时，并不是只有一条途径，要达到某种效果可以有很多种方法，我们要灵活运用，以大大减少设计步骤。关键词：CATIA；汽车；曲面造型引 言本学期我们学习了汽车CAD/CAE课程，作为一门车辆工程专业重要的专业课和软件课，所以想要成为一名合格的本专业学生，就很有必要学好和运用它。在这两个月的汽车CAD/CAE的学习中，不仅了解到了一些三维设计软件的一些基本操作和作图原理，还学会了一些基本应用和创新。本次的汽车外壳设计又再次与专业需求相结合，先仔细运用自由曲面设计模块提供的三维曲线工具勾勒汽车轮廓，根据这些曲线创建曲面。不仅可以检验自己所学的知识还可以加深

3、对本门课程的了解和熟练运用。CATIA V5-R19汽车外壳模型创建过程1 插入汽车参照图片（1）打开CATIA选择Sketch Tracer（草图跟踪）命令进入设计平台。（2）单击按钮打开一张汽车左视图片并在弹出的对话框中选择命令。2 设置草图单击按钮，拖动虚线框上的箭头，再修改实线框框定的范围，然后修改参数，单击确定得到如图所示切割后的图片。3 绘制第一条汽车轮廓线（1）选择/新建零件/命令，在特征树上双击Product1，新零件的基准平面所决定的坐标原点位于视图中所定位的原点：后轮中心处。（2）在特征树上展开插入零件Part1的所有子目录，双击/零件集合体/切换至自由曲面设计平台模块。（

4、3）单击属性工具中的，在弹出的对话框中选择使yz成为优先平面。（4）双击工具栏中的按钮，仔细认真耐心，尽可能贴切的勾勒出汽车外形轮廓3D曲线。4 创建其余汽车轮廓曲线（1）重复前面一步的步骤，分别创建第二条和第三条汽车轮廓线，其中第二条曲线为底盘轮廓线，第三条为靠近观察者一侧的轮廓曲线，每条轮廓线都由三段3D曲线组成（在绘制下一段3D曲线时，把鼠标移到下一段3D曲线末端点处，系统会自动捕捉曲线端点，并且以一个红色的虚线圆高亮表示）。（2）隐藏插入图片Painting1的显示，双击按钮，分别对第一条第二条第三条汽车轮廓线进行合并。（3）双击平移平面按钮，弹出并输入如图所示，单击/确定/按钮，完成

5、特征的移动，系统再次弹出命令框，本次输入数据为，得到。5 创建车身拟合曲线（1）单击线框工具栏的定义直线，再在该线段用工具栏中的命令分别定义四等分点3个如图。（2）单击线框工具栏中的，在弹出的对话框上单击显示参数按钮，依次单击点1 2 3 4 5并右击切线方向框选择X轴命令，最后选择点6，设置该点切线方向为Y轴方向，单击/确定/按钮，如图。（3）重复上述步骤，以相同方法在车尾创建另一条样条曲线如图。（4）单击线框工具栏中的命令，在平面类型列表中选择/偏移平面/，以zx平面为参考平面，输入偏移距离1250mm，勾选完成后重复对象复选框并输入1，单击/确定/按钮。（5）选择工具栏中的按钮，第一元素

6、选择/接合1/ /平移1/ /平移2/，第二元素选择/zx平面/ /平面1/ /平面2/，单击/确定/。（6）单击工具栏中的按钮，分别以上面创建的9个交叉点为参考点绘制3条样条曲线，在创建样条时设置最上面三个点切线方向为X轴方向，其余点的切线方向可以不设置，做出图6 创建车身轮廓曲线单击曲面工具栏上的按钮，系统弹出多截面曲面定义对话框，在平台上依次选择/接合1/ /平移1/ /平移2/，再在引导线栏选择/样条线1/ 样条线2/ /样条线3/ /样条线4/ /样条线5/，单击/确定/按钮完成操作。7 切割车门曲面（1）显示最初插入的汽车图片，切换至自由曲面设计模块。单击按钮将视图切换到主视图，右

7、击指南针选择/使YZ成为优先平面/，双击进行样条线绘制勾勒出汽车车门轮廓。（2）显示隐藏的车身轮廓曲面，单击曲线创建工具栏中的按钮，系统弹出如图所示对话框。（3）按住Ctrl键依次选择/多截面曲面1/，4条车门轮廓曲线，单击/确定/，得到如图（4）单击按钮，系统弹出自由风格分割对话框，选择使用曲面分割选择要被分割的曲面/多截面曲面1/和分割它的元素4条车门轮廓曲线。得到。8 切割前后车灯曲面（1）进入创成式外形设计模块，单击草图工具栏是那个的按钮，系统弹出/草图定位/对话框，参考选择xz面，选中对话框中的/反转H/复选框，单击/确定/后进入草绘平台并绘制车灯如图。（2）返回到创成式曲面设计模块

8、，单击线框工具栏中的以草图1为元素，/多截面曲面1/为支持面，沿Y轴方向投影，单击/确定/，完成前车灯投影曲线。（3）在设计平台中选择zx平面，进入草绘平台，绘制汽车尾灯轮廓，把草图投影到车尾部，步骤同上。（4）选择，系统弹出分割定义对话框，单击切割元素框是它变成蓝色，切割元素选择/多截面曲面1/，然后选择前后灯投影曲面/多截面曲面1/，单击/确定/，完成前后车灯的切割操作。9 切割前后挡风玻璃曲面（1）选择zx平面，进入草图绘制界面，在前后挡风玻璃的位置绘制两个矩形如图所示，返回创成式外形设计模块单击按钮，长度输入1500mm对刚才所画的草图进行拉伸，得到。（2）选择操作工具栏中的按钮，弹出

9、分割定义对话框，在切割元素栏选择切割完车门和车灯的汽车曲面/分割.1/，随后在平台上选择刚才创建的拉伸曲面/拉伸.1/，得到如图所示，单击确定，再隐藏拉伸面，如图。（3）单击操作工具栏中的按钮，系统弹出对称定义对话框，并填入如下图所示，单击确定按钮，完成操作，最后创建的汽车造型曲面如图主视图：，俯视图：，其他视图：总结：通过对本图的绘制，我对于CATIA这款在航空航天，汽车工业，造船工业，加工和装配等很多领域都得到广泛应用的三维设计软件有了更深一步的了解，尤其是对自由曲面设计和创成式外形设计在汽车造型设计方面的应用。并且认识到了CATIA在曲面设计方面所具备的强大的功能，这也是它核心部分之一。在曲面设计过程中，我深刻感觉到了要有细心和有耐心，特别是对于外形轮廓的绘制，要尽量做到精确，这样才能在后面得到光顺