catia汽車的設(shè)計流程

1、catia 汽車設(shè)計汽車車身設(shè)計簡單理解是根據(jù)一款車型的多方面要求來設(shè)計汽車的外觀及內(nèi)飾， 使其在充分 發(fā)揮性能的基礎(chǔ)上藝術(shù)化。汽車車身除了要有漂亮的外表和與眾不 同的個性特征， 同時還要能安全可靠地行駛， 這就需要整個設(shè)計過程融入各種相 關(guān)的知識：車身結(jié) 構(gòu)、制造工藝要求、 空氣動力學(xué)、人機工程學(xué)、工程材料學(xué)、 機械制圖學(xué)、聲學(xué)和光學(xué)知識。從一個靈感到最后實現(xiàn)，需要一系列的步驟。得 到市場的認可， 性能優(yōu) 良的內(nèi)“芯”，再加上一襲新衣包裝， 才是新車待嫁時。 下面，讓我們看看正向設(shè)計如何為一款新車設(shè)計“嫁衣”。項目策劃項目策劃包括：項目計劃、可行性分析、項目決策及組建項目組等幾個方面。圖 1

2、為項目策劃階段的示意圖。圖1 項目策劃階段示意圖汽車企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃部門必須做好企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的近期和遠期規(guī)劃， 具有市場的 前瞻性與應(yīng)變能力。 項目前期需要在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上生成項目建議書， 明確汽 車形式及市場目標?？尚行苑治霭ǎ赫叻ㄒ?guī)分析、競爭對手和赫 車型、自 身資源和研發(fā)能力的分析等。項目論證要分析與審查論點的可行性和論據(jù)的可靠性與充分性。經(jīng)過這一階段， 要開發(fā)一個什么樣的車型， 類似于同行什么等級的車型， 其性價比方面有哪些創(chuàng) 意與特點即展現(xiàn)在我們面前。項目策劃的最后階段是組建項目組： 組建新品開發(fā)項目小組、 確立項目小組成員 的職責(zé)、制定動態(tài)的項目實施計劃、 明確各階段的項目工作

3、目標、 規(guī)定各分類項 目的工作內(nèi)容、計劃進度和評價要求。概念設(shè)計階段 概念設(shè)計在新產(chǎn)品開發(fā)中有著重要地位， 因此，新產(chǎn)品概念設(shè)計流程再造是新產(chǎn) 品開發(fā)流程再造成敗的關(guān)鍵所在。 一個全新的汽車創(chuàng)意造型設(shè)計分為以下幾部分：1. 總體布置草圖設(shè)計：繪制產(chǎn)品設(shè)計工程的總布置圖（如圖 2），一方面是汽 車造型的依據(jù)； 另一方面它是詳細總布置圖確認的基礎(chǔ)， 在此基礎(chǔ)上將產(chǎn)品的結(jié) 構(gòu)具體化，直至完成所有產(chǎn)品零部件的設(shè)計。圖 2 某車型的總布置草圖2. 造型設(shè)計：包含外型和內(nèi)飾設(shè)計兩大部分。設(shè)計階段包含創(chuàng)意草圖和效果圖設(shè)計：在這一過程中，要比較競爭對手的產(chǎn)品， 拓寬思路， 勾畫出多種效果圖， 再從中選擇較為滿

4、意的幾種效果圖， 供專家小組 評審。圖 3、4 分別為造型設(shè)計階段的草圖與效果圖。創(chuàng)意的過程需全面融入產(chǎn) 品設(shè)計與產(chǎn)品制造的要求， 這個階段要進行多方面的評審與修改， 直到最后確定 效果圖方案。圖 3 前期設(shè)計草圖圖 4 設(shè)計方案效果圖3. 油泥模型制作階段概念設(shè)計的最后階段是制作油泥模型： 制作 35 個 1：4 油泥模型， 制作小比例 模型主要是為了節(jié)約成本及時間。對外觀評審后，選定其中一個制作1：1 油泥模型；根據(jù)總布置圖構(gòu)建 1：1 的主模型線圖，接下來制作 1：1 的油泥模型。在 制作油泥模型的過程中， 還需要組織多次總布置驗證， 各領(lǐng)域的問題都要考證造 型的合理性，直到最后的油泥模

5、型凍結(jié)。圖5 外型油泥模型圖 6 內(nèi)飾油泥模型產(chǎn)品設(shè)計工程階段油泥模型凍結(jié)后， 就全面進入到了產(chǎn)品設(shè)計階段。 產(chǎn)品設(shè)計工程是汽車自主創(chuàng)新 開發(fā)中最為 重要的一步，它貫穿整個汽車開發(fā)的全過程，包括整車總體布置、 汽車工程分析、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、 具體總成與零部件的詳細設(shè)計以及它們之間的相 關(guān)協(xié)調(diào)工作。這一 階段耗時最長，如果撇開后期的設(shè)計改進時間不算，一般需 要 1 年左右的時間。在產(chǎn)品設(shè)計階段，有必要讓供應(yīng)商提前介入，使產(chǎn)品的設(shè)計做得更經(jīng)濟、合理。 要充分利用 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的手段，加快產(chǎn)品設(shè)計進程，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。利 用三維軟件對產(chǎn)品零部件進行裝配， 做各種斷面與干涉檢查， 使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸準

6、確無誤；利用有限 元分析軟件對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行有限元模擬分析，產(chǎn)品性能模擬 分析要達到合格水平。1. 整車總布置設(shè)計在前面總布置草圖的基礎(chǔ)上， 細化總布置設(shè)計， 精確地描述各部件的尺寸和位置， 為各總成和部件分配準確的布置空間， 確定各個部件的詳細結(jié)構(gòu)形式、 特征參數(shù)、 質(zhì)量要求等條件。主要的工作包括：發(fā)動機艙詳細布置圖、底盤詳細布置圖，內(nèi) 飾布置圖、外飾布置圖以及電器布置圖（如圖 7）。圖7 整車總布置圖圖8 車身造型三維數(shù)據(jù)2. 車身造型三維數(shù)據(jù)生成油泥模型完成后，使用專門的三維測量儀器（ ATOS）對油泥模型進行測量，生成 點云數(shù)據(jù)，工程師根據(jù)點云使用汽車 A 面制作軟件來構(gòu)建外表面（如圖

7、8）。車 身造型數(shù)據(jù)完成后，通常要用這些數(shù)據(jù)來重新銑削一個樹脂模型（如圖9），目的是驗證車身數(shù)據(jù)。圖9 驗證數(shù)據(jù)用樹脂模型3. 主斷面設(shè)計 主斷面設(shè)計作為車身設(shè)計中的一項重要工作，被越來越多的車身設(shè)計團隊認可， 通過主斷面設(shè)計可以前瞻性的將車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案呈現(xiàn)出來， 最大限度地指導(dǎo) 詳細設(shè)計（如圖 10）。圖 10 主斷面圖4. 白車身設(shè)計汽車車身工程是目前世界汽車工業(yè)中研究最活躍、 發(fā)展最迅速的一個領(lǐng)域。 汽車 白車身是汽車其他零部件的載體，是以“鋼結(jié)構(gòu)”為主的支撐部件，它是一個復(fù) 雜的體系，其零部件數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本約占整車的40% 60%，通常有 300500 多個形狀復(fù)雜的

8、薄板沖壓零件（如圖 11），在 5575個工位上 大批量、快節(jié)奏地焊接而成。圖 11 某轎車白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計轎車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計是以車身造型設(shè)計為基礎(chǔ)進行車身強度設(shè)計和功能設(shè)計， 以期 最終找到合理的車身結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計過程的統(tǒng)稱， 其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到車身 內(nèi)外造型能否順利實現(xiàn)和車身各種功能是否能正常發(fā)揮。 所以，它是完成整個車 身開發(fā)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計必須兼顧造型設(shè)計的要求， 同時應(yīng)充分考慮諸如結(jié)構(gòu)強度、 防塵隔噪性 能以及制造工藝等多種設(shè)計要求。 優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以充分保證汽車整車質(zhì)量的 減小，進而達到改善整車性能、降低制造成本的目的。完成車身結(jié)構(gòu)設(shè)計首先需要明確車身整體的承載形式， 并

9、對其做出載荷分析， 以 便能使載荷 在整個車身上分配合理。在此基礎(chǔ)上，進一步做出局部載荷分析， 確定各梁的結(jié)構(gòu)形式和聯(lián)接方式。 因通常轎車存在使用目的和級別上的不同， 故 常常會產(chǎn)生具體結(jié) 構(gòu)上的差異，最終導(dǎo)致它們在功能和價格上的差別。總之， 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個涉及到多方面因素的綜合工程設(shè)計問題， 常成為車身設(shè)計開 發(fā)中的難點。5. 內(nèi)外飾工程設(shè)計（1）內(nèi)飾件設(shè)計 轎車的內(nèi)飾件設(shè)計包括：轎車車廂的隔板、門內(nèi)裝飾板、儀表板總成、扶手、地 毯等零部件 和材料。相對于車上其他部件而言，雖然它們對車輛的運行性能沒 有什么影響，但其面目一覽無遺，代表了整部車子的形象，孰優(yōu)孰劣，決定著轎 車的聲譽、檔次以

10、 及人們的選擇意向。另外，對于轎車來講，雖然內(nèi)飾件只是 一些輔助性的零配件，但它們要承擔(dān)起減振、隔熱、吸音和遮音等功能，對轎車 的舒適性起到十分重要的 作用。2）外飾件設(shè)計汽車外飾件設(shè)計包括：前后保險杠、散熱器罩、前后外擋泥板、擾流板、玻璃、 車門防撞裝飾條、行李架、天窗、后視鏡、車門機構(gòu)及附件以及密封條。6. 工程分析階段在國外，很多大汽車設(shè)計公司建立高性能的計算機輔助工程分析系統(tǒng)，其專業(yè) CAE隊伍與產(chǎn)品開發(fā)同步地廣泛開展 CAE應(yīng)用，在指導(dǎo)設(shè)計、提高質(zhì)量、降低開 發(fā)成本和縮短開發(fā)周期上發(fā)揮著日益顯著的作用。 CAE應(yīng)用于車身開發(fā)上成熟的 方面主要有：剛度、強度（應(yīng)用于整車、大小總成與零部

11、件分析，以實現(xiàn)輕量化 設(shè)計）、 NVH分 析（各種振動、噪聲，包括摩擦噪聲、風(fēng)噪聲等）、機構(gòu)運動 分析等；而車輛碰撞模擬分析、 金屬板件沖壓成型模擬分析、 疲勞分析和空氣動 力學(xué)分析的精度有進一 步提高，并已投入實際使用，完全可以用于定性分析和 改進設(shè)計， 大大減少了這些費用高、 周期長的試驗次數(shù)； 虛擬試車場整車分析正 在著手研究。此外，還有焊裝 模擬分析、噴涂模擬分析等。在我國， CAE技術(shù)在汽車設(shè)計上的應(yīng)用也很廣泛，提高了設(shè)計的效果和效率。 樣車試制和試驗階段1. 樣車試制階段樣車試制是驗證與完善產(chǎn)品設(shè)計的一個過程。 樣車的試制要嚴格按照設(shè)計數(shù)據(jù)進 行，要能夠 切實反映產(chǎn)品的本來面貌，以

12、便發(fā)現(xiàn)真實存在的問題。盡管現(xiàn)在擁 有先進的設(shè)計手段， 包括工程計算、 工程仿真與模擬等， 但樣車的試制和相關(guān)試 驗是一定要進行 的，因為產(chǎn)品的諸多細節(jié)問題在設(shè)計階段是無法提供全面的數(shù) 據(jù)，并加入工程計算體系的。目前的車身試制手段主要有中熔點、鑄鐵簡易模、 工序件等。2. 樣車試驗階段試驗要嚴格按照國家相應(yīng)的標準進行， 真實地出具相應(yīng)的試驗報告， 為產(chǎn)品的確 認與修改提 供依據(jù)，為今后產(chǎn)品的正式投產(chǎn)鋪平道路。在樣車試制階段，設(shè)計 人員要經(jīng)常跟蹤產(chǎn)品的試制工作， 清楚了解現(xiàn)場的進展情況并及時處理可能出現(xiàn) 的問題，這對產(chǎn)品 的設(shè)計修改十分有利。 產(chǎn)品的測試報告反映產(chǎn)品的現(xiàn)實狀況， 是今后該新車型上目錄的重要依據(jù)， 要符合國家法規(guī)與各項強制性檢查與試驗標 準（如圖 12、13）。圖 12 道路試驗圖 13 碰撞試驗生產(chǎn)準備階段這一階段包括產(chǎn)品工裝的設(shè)計與制造、 產(chǎn)品檢查與調(diào)試設(shè)備的準備、 工裝夾具的 驗證、生產(chǎn) 線的調(diào)試等。生產(chǎn)準備的全面完成將一直持續(xù)到試生產(chǎn)乃至批量生 產(chǎn)階段。在進行樣車試制的同時，要著手進行相關(guān)的生產(chǎn)準備工作。車身開發(fā)， 從某種意義上講不 容許產(chǎn)品設(shè)計有重大的修改，所以從產(chǎn)品設(shè)計的開始，每一 步都必須考慮成熟。 在產(chǎn)品設(shè)計部門不斷地向生產(chǎn)準