汽车CAD、CAM、CAE设计实例

1、车身CAD/CAM/CAE报告学院：车辆与能源学院专业：2021级车辆工程学号：S12085234009姓名：刘建霞日期：2021年7月5日CAD局部一曲面建模一一鼠标外形设计1在XY面内建立草图1,并使其与两水平轴相切2再进入XY面建立草图2,并使其两端点与草图1的两端点“相合,且也与两水平轴相切可直接使其与草图1相切实现图H1早图1图1.1.2草图23进入YZ面建立草图3,并使其两端点与草图1、2的交点相合图1.1.3草图3图1.1.4平面14建立ZX面的偏移平面1,并用“线一一相交命令找到它与已创立的三条曲线的交点此处命名为“相交1、2、35在平面1内用“样条线命令创立草图4,并使其上的

2、3个限制点与上一步创立的相交1、2、3相合图1.1.5草图4图1.1.7鼠标外形6用“多截面曲面命令创立鼠标外形曲面,其中截面选择草图1、2、3,引导线选择草图4,并注意调整箭头方向,使其一致,这样就完成了鼠标外形的创立.)实体建模1弹簧设计(1)在“线框与曲面设计模块创立螺旋线：首先建立3个点,一个作为螺旋线的起始点,另外两个建立成螺旋线的轴图1.2.1点1图1.2.2点2睢产力图1.2.4螺旋线旋转轴图1.2.3点3图1.2.5螺旋线(2)建立扫掠平面,在该平面上建立草图1(圆形),作为弹簧的截面(3)进入“零件设计模块,用“肋命令扫掠成弹簧图1.2.6扫掠平面图1.2.7弹簧截面草图图1

3、.2.8扫掠(4)实际中经常遇到变螺距的情况,可通过螺旋线一一法那么曲线进行定义,修改螺距的起始值和结束值以及类型,从而实现变螺距弹簧的创立图1.2.9变螺距弹簧的创立(5)实际的弹簧底部是平的,可以通过创立适宜的平面对弹簧底部切平实现：在弹簧底部端面上创立点4)并通过“平面一一曲线的法线命令创立平面2(其中曲线选择弹簧的轴线,点选择点4)图1.2.10平面2(6)进入“零件设计模块,用“分割命令将底面切平即可.图1.2.11弹簧实体(3)用“盒体命令将以上旋转体抽壳为具有一定厚度的盒体,即花瓶瓶身图1.3.3盒体(4)下面完成瓶把的设计,首先创立瓶把外形的草图2,再建立草图2的法向平面并在该

4、平面上创立草图3,作为瓶把的截面图1.3.4草图2图1.3.6草图3图1.3.5草图2的法向平面(5)用“肋命令将草图3沿着草图2扫掠为瓶把实体图1.3.7扫掠(7)瓶把修整：将“肋命令的前一项定义为当前工作对象,进入“创成式外形设计模块,利用“边界一一提取命令提取瓶身的内壁(8)再将“肋命令定义为当前工作对象,利用“分割命令实现瓶把的修整(分割元素选择上一步提取的面)(9)通过“镜像命令完成另外一边的瓶把图1.3.8提取图1.3.9分割图1.3.10镜像图1.3.11花瓶三逆向建模一一香波瓶设计1输入点云及点云处理进入“外形DigitizedShapeEditor模块,通过“cloudimp

5、ort命令输入点云,点云的处理命令只要有Remove删除、Filter过滤、Activate激活等图1.4.1点云2将点云生成扫描线,扫描线生成实线,从而生成实体1瓶身设计通过“Activate命令只激活瓶身局部点云,通过“PlanarSection命令生成该局部点云的扫描线图1.4.2生成瓶身部扫描线通过“CurvefromScan命令将扫描线生成实线图1.4.3将扫描线生成实线换入“创成式外形设计模块,用“多截面曲面命令生成瓶身曲面选择除瓶身凹陷处的另外6条曲线图1.4.4多截面曲面用“操作一一外插延伸命令将瓶身两侧延伸,并用“分割命令进行裁剪.同理将瓶身曲面向瓶嘴和瓶底方向进行延伸以便后

6、续处理.图1.4.5外插延伸图1.4.6分割(2)瓶身凹陷处设计显示点云,在ZX面创立草图1,令该草图尽量与点云凹陷处曲线接近,并通过“拉伸命令将该草图拉伸通过“圆角命令将瓶身和拉伸面之间倒圆角,生成的圆角即为所求.同理可作出另外一侧的凹陷局部图1.4.7凹陷处草图1图1.4.8凹陷处拉伸图1.4.9凹陷处圆角(3)瓶底设计进入逆向模块,激活点云,通过“3A3DCurve命令创立3D曲线(选择底部点云中的3个点创立)换入“创成式外形设计模块,通过“线一一点面复制命令复制上述3D曲线上的3个点,并通过这3个点创立平面1,在该平面上创立草图2用“填充命令将草图2中的矩形填充为面,然后用ZX面分割该

7、矩形面,最后用“圆角命令在分割后的面与瓶身间倒圆角,生成的圆角即为所求图1.4.10瓶底部3D曲线图1.4.12草图2填充图1.4.11瓶底部草图2图1.4.13瓶底局部割图1.4.14瓶底部圆角与瓶底部的做法类似,先在瓶颈部点云创立3D曲线,然后复制其上的3个点,通过这3个点创立平面,在该平面上创立矩形草图,将草图填充成曲面,用ZX面分割该曲面,最后用圆角在分割后的曲面和瓶身间倒圆角,形成的圆角即为所求.图1.4.16瓶颈部草图图1.4.17瓶颈部圆角激活瓶嘴部点云,生成扫描线将扫描线生成实线,由于生成的实线不一定是圆弧,为后续工作带来不便,解决方法是用一段近似的圆弧来代替它：通过“点面复制

8、命令复制实线上的3个点,通过这3个点建立平面,在该平面上创立一段与实线近似的半圆弧拉伸这段半圆弧：瓶口端拉伸至与点云瓶口段所在位置一致,瓶颈段可多拉伸出一些利用“圆角命令在拉伸曲面和上一步创立好的曲面间倒圆角,生成的圆角即为所求图1.4.19瓶嘴实线的近似圆弧图1.4.18瓶嘴扫描线生成的实线图1.4.21瓶嘴圆角3整个瓶子以ZX为对称面,可利用“对称命令做出另一半,并用“接合命令将两半缝合为一个整体图1.4.22最终实体二CAE局部1输入几何模型扩展名为.stp或.igs1importtype选择Geometry,选择step或iges,然后翻开扩展名为.stp或.igs的文件,并点击App

9、ly2图形窗口显示了输入的几何模型,在左侧Model列表下显示component组件树形图,可以通过点击相应按钮隐藏/显示或改变组件颜色.图2.1输入几何模型Emftni*ruQ»pRTi.图2.2显示模型树状图图2.3输入的模型图2.5中面图2.4显示中面树状图2几何清理(1)抽取中面Geom-midsurface(surfs-all)extract-returnpinholesallGeom-defeaturepinholes-diameter10.00-find一孔中心出现surfs点击孔所在的面xp-delete-returnGeomipointeditsuppress点击图

10、中孑L的圆心点一suppressreturn这样就去除了直径小于10的孔及其圆心图2.6去除小孔图2.7去除孔心(3)去除小圆角Georm-defeature-surfminradius:1.00fillets-maxradius:5.00-findremove-return.依次将所有半径在1-5surfs点击圆角所在的面之间的小圆角去除图2.8去除圆角图2.9去除圆角后的中面3划分单元及单元质量检查修改(1)划分纵梁单元2Dautomesh-size-15.0°d-elemstocurrentcomp右击zongliang几何体-makecurrentsurfs点击图中需要划分单

11、元的面一meshreturn划分好的网格与组件颜色一致图2.10划分纵梁网格(2)纵梁单元检查修改一分仇：不合格2DWitelementdeanup-黄色：警告-可拉动下点修改单兀至合格ToolcheckelementI设置各项的上下限值后单击每一项即显示不满足该项的坏单元2Dqualityindex选择坏单元可批量修改优化对于顽固坏单元,可以通过删除再重新创立或直接剖分等方法进行修改(3)划分托架单元及托架单元修改方法同纵梁单元的划分与修改图2.14托架网格坏单元图2.13划分托架网格4施加约束、载荷(1)创立集合器Loadcollectorscreati编辑名称和颜色,用同样的方法创立约束

12、集合器spc和载荷集合器force(2)在不同的集合器中分别施加约束和载荷施加约束令spc变为当前一Analysisconstraintscreat选择图中需要施加约束的节点-creat施加载荷图2.15创立集合器令force变为当前一Analysisforce-creat图2.17施加载荷5设置材料属性择MATcreat/editm-tuojia和m-zongliangMeterialcreat编辑名称,cardimage选(E=2.1e5,NU=0.3,RHO=7.8e-9).用同样的方法创立名为的材料6设置单元属性(1)创立纵梁单元属性propnamepzongliangProperti

13、escreatcardimagepshell-creat/editT=3-returnmaterialmzongliang2创立托架单元属性同上,名称p-tuojia,厚度T=27将单元属性赋给单元集合将zongliang属性赋给zongliang单元集合Components-assign-c0mpszongliangselect-assignpropertypzongliang同理,可将tuojia属性赋给tuojia单元集合8设置工况name编辑为caseAnalysisloadsteps-spc已建好的约束spc显示其id号-createdit10ad=已建好的载荷force显示其ID号

14、displacementOutput-stressstrain9设置限制卡Analysiscontrolcardssolstaticsautospcyes-parambailout1post210输出结果文件Exporttype:FEModel,输入文件名一apply一在路径下出现一个扩展名为.fem的文件11求解Analysis-solver-optistruct-inputfile:找到上一步输出的.fem文件solve求解窗口显示：processcompletedsuccessful,路径下出现.op2(大于1kb)的文件,表示成功12观察结果(1)将.op2文件转换成.res文件Ana

15、lysissolverhmnasto2inputfile:.op2Soloutputfile:复制inputfile中的路径,并将op2改为resve路径下出现.res的文件(2)调入结果文件力,0lllWi二“12HUM11Ieresultsfile选择.res文件(3)观察®Postdeformeddatatye:displacementdeform-显示位移变形Postcontour-datatye:vonmisesstrsZ1contour显示应力图2.19路径下的文件三CAM局部1输入模型翻开软件NX6.0一输入.stp的模型文件图3.1输入模型2建立毛坯几何开始一建模一草

16、图一拉伸图3.2创立草图图3.3草图拉伸3设置加工坐标系开始一加工-操作导航器-几何视图-双击MSC_MILL选择CSYS寸话框一拖动加工坐标系XM-YM-ZM至刀具可接近的点,方便对刀,并调整ZM轴大致与零件垂直,作为刀具上下移动方向4定义毛坯、零件几何双击WORKPIECE旨定毛坯和零部件图3.4设置加工坐标系图3.5定义毛坯和零件几何5粗加工(型腔铳)(1)创立刀具加工模块一创立刀具-类型；mill_contour刀具子类型：MILL-确定-直径-20底圆角半径-0刀具-刀具号-1刀具补偿-1长度补偿-1-确定名称：D20R0D-50夹持器-L-50B-10R1-10(2)创立操作类型；millcontour操作子类型：CAVITY_MILL-确定-程序：NCPROGRAM公型刀具：D20R0位直-r,八几何体：WORKPIECE方法：MILLROUGH切削模式：跟随部件加,俣里一刨建操作-平回直径白分比：50-全局每刀深度：46半精加工(型腔铳)(1)创立刀具直径-10底圆角半径-4刀具-刀具号-1类型；mill_contour刀具补偿-1加工模块一创立刀具-刀具子类型：MILL-确定-长度补偿-1-确定名称：D10R4D-50夹持器-L-50B-10R1-10(2)创立操作类型；millcontour加工模块一创