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catia在汽车车身设计方面的应用摘要：目前，中国汽车工业发生了翻天覆地的变化。尤其是汽车车身的设计好坏直接影响到汽车产品的质量和销售状况。车身的更新速度较快，因此车身设计对新车的开发具有十分重要的作用。目前，计算机辅助技术已渗透到汽车生存周期的各个阶段，尤其是CAD技术已成为汽车造型设计的常规手段。文中以网上某轿车数据为设计为对象，运用catia三维造型软件进行轿车车身造型，着重研究曲线构造、曲面构造、曲面过渡连接以及轿车车身曲面的分块、内饰设计和整车的虚拟装配造型等进行研究。关键词：车身设计、曲面构造、内饰设计、catiaV5R18catia design in automotive body applicationsAbstract：At present, Chinas auto industry has undergone enormous changes. In particular, the design of the car body to the car a direct impact on product quality and sales. Body of the update speed, so the body design of the new cars development has a very important role. Currently, computer-aided technology has penetrated into the car life cycle stages, in particular, CAD technology has become a routine means of automobile design. In this paper, online data for the design of a car as an object, use catia 3D modeling software for car styling, focused on the curve structure, surface structure, surface blending car body connection and block surfaces, interior design and virtual assembly model vehicle were studied.Key words:Body design;surface construction,;interior design,;catiaV5R180 引言我国的汽车工业从无到有、由小到大、从引进到自主创新，已获得很大发展，并已成为我国重要的支柱性产业。各国发展的历史与实践证明，汽车整车生产能力的提升主要取决于车身的生产能力，汽车的更新换代、造型改装、产品促销等都取决于车身。特别是轿车，其发展取决于车身技术水平。汽车车身应为驾驶员提供良好、舒适的乘坐和工作环境，使其免受震动、噪声、废气以及恶劣气候的影响。故汽车车身及内饰的设计就显得尤为重要。本文对汽车车身及内饰的一些大体环节进行设计，运用二维、三维软件进行制图并结合车身设计学、汽车设计、造型设计等知识所作。汽车车身设计涉及面广，远远超出一般机械产品的范围，因此车身设计人员需要有坚实的理论基础和丰富的实践经验。汽车车身设计要考虑节能、环保、安全三大主题，也要考虑车身外观的美观性；还要考虑所设计的加工可能性。所以汽车车身设计并不是某一个人能够单独完成的，但是大学生有需要进行此类方面的训练，所以本文以大学生的角度结合大学所学知识并且细化建模方法，为大学生以及汽车catia爱好者提供一个参考。1 车身的catia建模catia是法国达索公司开发的CAD/CAE/CAM一体化软件。现在的catia软件分为V4和V5两个系列，V4版本应用于UNIX平台，V5版本应用于UNIX和WINDOWS两种平台。V5版本界面更友好、易学、易用、功能强大。catia软件广泛应用于多种行业，软件集成解决方案几乎覆盖了所有产品设计与制造领域，在欧洲的汽车行业已经成为事实上的标准级软件。Catia软件的著名用户包括波音、戴姆勒-克莱斯勒、宝马、大众等一大批知名企业。1.1 座椅设计座椅对于驾驶员座椅设计，必须以人机系统工程学有关知识来指导。一个好的驾驶员座椅可以使驾驶员有一个舒适的驾驶环境，达到却倒行车安全、槽中方便以及事业开阔、清晰的目的，同时还能各地或减弱车设传到人体震动和冲击。1.1.1 人体最佳乘坐姿势三级标题许多长期从事坐姿工作的人，如意一种姿势坐得太久，其背部、腰部、臀部及大腿下部等部位会感到疲劳与疼痛而引起各种不适感。坐姿舒适与人体去干的组织结构、生理特点有关。人体的躯干骨由脊柱、肋骨、胸骨等组成，脊柱从侧面看有四个生理弯曲：颈曲、胸曲、腰曲及骶曲。组成脊柱的椎骨有颈椎奇快、胸椎12块、腰椎5块愈合成一块骶骨，尾椎4块愈合成一块尾骨。在所有的生理弯曲中，腰曲直接影响到坐姿的舒适性。因为坐姿、弯姿或立姿时腰曲弧线均会产生或多或少的变形。腰曲弧线的变形时造成腰部酸痛、疲劳甚至损伤的机械原因。人站立时身体重量由腿足承受，其腰曲线呈正常稍微前突，变形小；直坐或弯腰姿势时，大部分体重由坐骨承受，部分由腰背部和足部承受，腰曲弧线受到拉伸变形，破事中间的椎间盘受到一向后的推力，压向韧带使之绷紧而引起腰酸等不适感。人体在座椅上坐着的姿势可以用各相临关节的距离及各个关节的角度来确定。对于成年人而言，线度一般是不变的，而关节角度则可以改变。在其可变的范围内，可以找到一个最佳区域，在该区域内的肌肉及关节周围的结构组织松弛，姿势的坐姿称为最佳坐姿。所以为了使乘员坐在座椅上时，其最佳姿势的吃试点应在脚、臀部和背部三部分。若这三部分的支持条件匹配合理，可改善人体的疲劳。1.1.2 座椅的几何参数选择三级标题根据汽车车身设计表3-11确定座椅的设计参数，进而列出下表表1-1 前排座椅参数Tab. 1 Parameters of the front seats 车型座垫-靠背夹角座垫后倾角座高座宽座深靠背高转向柱倾角小轿车1101630050040050030表1-2 后排座椅参数Tab. 1 Parameters of the rear seats 车型座垫-靠背夹角座垫后倾角座高座宽座深靠背高小轿车1101230014004005001.1.3 效果图三级标题 图 1座椅尺寸参数 图 2前排座椅效果图Fig. 1 Seat size Fig. 2 Front seats 图3后排座椅设计参数 图 4后排座椅效果图Fig. 3 Rear seat size Fig. 4 Rear seats 1.2 车轮设计车轮犹如人的鞋，鞋子好看整个人显得挺拔精神，汽车亦是如此。一个好的车轮会为汽车增添去多姿色。本车由于排量所限，故考虑动力性与经济性选择205/55 R16轮胎。1.2.1 车轮参数的计算三级标题轮胎的选择：根据汽车车身设计选择轮胎为205/55 R16具体计算结果如下：轮胎单边高度=205*55%=112.75mm轮毂直径=16*25.4=406.4mm车轮直径=112.75*2+406.4=631.9mm轮胎宽 205mm1.2.2 效果图图 1-5轮胎效果图Fig. 1wheel1.3 车身设计1.3.1 确定车身的外形尺寸及汽车参数长4997宽1835高1552轴距2790轮距1560最小离地间隙130接近角12.8离去角14前后轴负荷60% 40%整备质量1470kg额定载人数5人最高车速180km/h最大爬坡度45%制动距离50m最小转弯半径6m发动机最大功率97kw转速3500-4500转矩180N/m轮胎型号205/55R16档位数6档手动传动形式前置前驱1.3.2 建模后的效果图图 1-6车身效果图有轮廓线Fig. 1Body 2 装配及人机工程分析2.1 装配利用catia装配功能进行装配，能够将所设计的车身等零件组装在一起。 图 2-1添加零件 图 2-2效果图 Fig. 1 Add parts Fig. 1finish2.2 人机工程分析2.2.1 人体视野分析利用catia【Human Activity Analysis】模块进行驾驶员视野分析。点击视野分析按钮，在点击驾驶员，即出现驾驶员的视野。如下图：图 2-3驾驶员视野图Fig. 1Drivers field of vision 显然A柱挡住了驾驶员左边的视野，这对驾驶是十分危险的。故需对座椅或驾驶员向左调整。调整后如图：图 2-4驾驶员视野图Fig. 1Drivers field of vision 如图驾驶员的视野开阔，有利于驾驶。故修改合理。2.2.2 驾驶员手伸及界面的分析利用catia【Human Activity Analysis】模块进行驾驶员手可触及的区域进行分析。点击手伸及界面计算功能，然后点击驾驶员的手，一个手伸界面生成，如图：图 2-5驾驶员手触及区域图Fig. 1Drivers hand touched the region 如图所示，驾驶员可对仪表台，中控台，若车门中控区轻松触及，表明设计基本合理。3 总结汽车车身设计涉及面广，远远超出一般机械产品的范围，因此车身设计人员需要有坚实的理论基础和丰富的实践经验。汽车车身设计要考虑节能、环保、安全三大主题，也要考虑车身外观的美观性；还要考虑所设计的加工可能性。所以catia正是一款汽车设计的优秀软件，其方便易懂，上手快，尤其适合大学生练习使用。希望通过本文可以总结一套适合大学生联系车身外形设计的流程，或作为参考之用，必将对日后的工作起到至关重要的作用。随着汽车工业的飞速发展，车身等造型设计也会随之进步，各种三维建模软件系统不断强大，车身设计定会翻开全新的一页。参考文献 (References)1 刘惟信. 汽车设计M. 北京：清华大学出版社，20012 王望予. 汽车设计 第四版 M. 北京：机械工业出版社，20043 余志生. 汽车设计M. 北京：机械工业出版社，20054 羊拯民. 汽车车身设计M. 北京：机械工业出版社，20045 陈家瑞. 汽车构造M. 北京：人民交通出版社，20066 张炳力. 汽车设计M.合肥：合肥工业大学出版社，20117 Julian Happian-Smith. An Introduction to Modern Vehicle Design M. New York: Academic Press, 2002.8 侯洪生. 机械工程图学M. 北京：科学出版社,20019 王登峰. Catia v5机械（汽车）产品CAD/CAE/CAM全精通教程M. 北京：人民交通出版社，200710 林玉祥. 机械工程图学习题集M. 北京：科学出版社，2008需要全部设计过程的发邮件至280894357
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