汽车CADCAMCAE设计实例

车身CAD/CAM/CAE报告学院：车辆与能源学院专业：2012级车辆工程学号：姓名：刘建霞日期：2014年7月5日一CAD部分（一）曲面建模——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相的确现）图草图1图草图23进入YZ面建立草图3，并使其两端点与草图1、2的交点相合图草图3图平面14建立ZX面的偏移平面1，并用“线——订交”命令找到它与已创办的三条曲线的交点（此处命名为“订交1、2、3”）5在平面1内用“样条线”命令创办草图4，并使其上的3个控制点与上一步创办的订交1、2、3相合图草图4图鼠标外形6用“多截面曲面”命令创办鼠标外形曲面，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办。图多截面曲面（二）实体建模1弹簧设计（1）在“线框与曲面设计”模块创办螺旋线：第一建立3个点，一个作为螺旋线的初步点，别的两个建立成螺旋线的轴图点1图点2图点3图螺旋线旋转轴图螺旋线（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“部件设计”模块，用“肋”命令扫掠成弹簧图扫掠平面图弹簧截面草图图扫掠（4）实质中经常遇到变螺距的情况，可经过“螺旋线——法规曲线”进行定义，更正螺距的初步值和结束值以及种类，从而实现变螺距弹簧的创办图变螺距弹簧的创办（5）实质的弹簧底部是平的，可以经过创办合适的平面对弹簧底部切平实现：在弹簧底部端面上创办点4，并经过“平面——曲线的法线”命令创办平面2（其中曲线选择弹簧的轴线，点选择点4）图平面2（6）进入“部件设计”模块，用“切割”命令将底面切平即可。图弹簧实体2花瓶设计（1）在XY面创办草图1图草图1（2）用“旋转体”命令将草图1旋转成实体图旋转体（3）用“盒体”命令将以上旋转体抽壳为拥有必然厚度的盒体，即花瓶瓶身图盒体（4）下面完成瓶把的设计，第一创办瓶把外形的草图2，再建立草图2的法向平面并在该平面上创办草图3，作为瓶把的截面图草图2图草图3图草图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“界线——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“切割”命令实现瓶把的修整（分割元素选择上一步提取的面）（9）经过“镜像”命令完成别的一边的瓶把图提取图切割图镜像图花瓶（三）逆向建模——香波瓶设计1输入点云及点云办理进入“外形——DigitizedShapeEditor”模块，经过“cloudimport”命令输入点云，点云的办理命令只要有Remove（删除）、Filter（过滤）、Activate（激活）等图点云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①经过“Activate”命令只激活瓶身部分点云，经过“PlanarSection”命令生成该部分点云的扫描线图生成瓶身部扫描线②经过“CurvefromScan”命令将扫描线生成实线图将扫描线生成实线③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别的6条曲线）图多截面曲面④用“操作——外插延伸”命令将瓶身两侧延伸，并用“切割”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续办理。图外插延伸图切割（2）瓶身凹陷处设计①显示点云，在ZX面创办草图1，令该草图尽量与点云凹陷处曲线凑近，并经过“拉伸”命令将该草图拉伸②经过“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。同理可作出别的一侧的凹陷部分图凹陷处草图1图凹陷处拉伸图凹陷处圆角（3）瓶底设计①进入逆向模块，激活点云，经过“3D—3DCurve”命令创办3D曲线（选择底部点云中的3个点创办）②换入“创成式外形设计”模块，经过“线——点面复制”命令复制上述3D曲线上的3个点，并经过这3个点创办平面1，在该平面上创办草图2③用“填充”命令将草图2中的矩形填充为面，尔后用ZX面切割该矩形面，最后用“圆角”命令在切割后的面与瓶身间倒圆角，生成的圆角即为所求图瓶底部3D曲线图草图2填充图瓶底部草图2图草图2图瓶底部圆角图瓶底部切割（4）瓶颈部设计与瓶底部的做法近似，先在瓶颈部点云创办3D曲线，尔后复制其上的3个点，经过这3个点创办平面，在该平面上创办矩形草图，将草图填充成曲面，用ZX面切割该曲面，最后用圆角在切割后的曲面和瓶身间倒圆角，形成的圆角即为所求。图瓶颈部3D曲线图瓶颈部草图图瓶颈部圆角（5）瓶嘴设计①激活瓶嘴部点云，生成扫描线②将扫描线生成实线，由于生成的实线不用然是圆弧，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：经过“点面复制”命令复制实线上的3个点，经过这3个点建立平面，在该平面上创办一段与实线近似的半圆弧③拉伸这段半圆弧：瓶口端拉伸至与点云瓶口段所在地址一致，瓶颈段可多拉伸出一些④利用“圆角”命令在拉伸曲面和上一步创办好的曲面间倒圆角，生成的圆角即为所求图瓶嘴实线的近似圆弧图瓶嘴扫描线生成的实线图1.4.20近似圆弧拉伸图瓶嘴圆角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最后实体二CAE部分1输入几何模型（扩展名为.stp或.igs）(1)importtype选择Geometry，选择step（或iges），尔后打开扩展名为.stp（或.igs）的文件，并点击Apply(2)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，可以经过点击相应按钮隐蔽/显示或改变组件颜色。图2.2显示模型树状图图2.1输入几何模型图2.3输入的模型2几何清理（1）抽取中面Geom—midsurface—(surfs—all)—extract--return图2.4显示中面树状图

图2.5中面(2)去除小孔pinholesall①Geom—defeature—pinholes--10.00diameter--find—孔中心出现surfs点击孔所在的面xp—delete--return②Geom—pointedit—suppress—点击图中孔的圆心点—suppress—return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Geom—defeature—surfminradius:1.00fillets----find—remove–return。依次将所有半径在1-5maxradius:5.00surfs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更正（1）划分纵梁单元2D—automesh--size:15.00type:mixed--elemstocurrentcomp(右击zongliang几何体—makecurrent)—surfs(点击图中需要划分单元的面)—mesh—return—划分好的网格与组件颜色一致图2.10划分纵梁网格（2）纵梁单元检查更正①2D—editelement—cleanup--红色：不合格黄色：警告--可拖动节点更正单元至合格②Tool—checkelement—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③2D—qualityindex—选择坏单元可批量更正优化④对于执拗坏单元，可以经过删除再重新创办或直接剖分等方法进行更正（3）划分托架单元及托架单元更正方法同纵梁单元的划分与更正图2.11纵梁网格坏单元图图2.13划分托架网格图2.14托架网格坏单元4施加拘束、载荷（1）创办会集器Loadcollectors—creat—编写名称和颜色，用同样的方法创办拘束会集器spc和载荷会集器force(2)在不同样的会集器中分别施加拘束和载荷①施加拘束令spc变为当前—Analysis—constraints—creat—选择图中需要施加拘束的节点--creat②施加载荷令force变为当前—Analysis—force--creat图2.15创办会集器图2.17施加载荷图2.16施加拘束5设置资料属性Meterial—creat—编写名称，cardimage选择MAT1—creat/edit—(E=2.1e5,NU=0.3,RHO=7.8e-9)。用同样的方法创办名为m-tuojia和m-zongliang的资料6设置单元属性（1）创办纵梁单元属性propnamepzongliangProperties—creat—--creat/edit—T=3--returncardimagePSHELLmaterialmzongliang（2）创办托架单元属性同上，名称p-tuojia，厚度T=27将单元属性赋给单元会集将zongliang属性赋给zongliang单元会集Components—assign--compszongliangselectpropertypzongliang--assign同理，可将tuojia属性赋给tuojia单元会集8设置工况name编写为caseAnalysis—loadsteps----creat—edit—spc已建好的拘束spc（显示其ID号）load=已建好的载荷force（显示其ID号）displacementOutput--stressstrain9设置控制卡Analysis—controlcardssolstatics--autospcyesparambailout1post2图2.18设置好的树状图10输出结果文件Exporttype:FEModel,,输入文件名—apply—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文件变换成.res文件Analysis—solver—hmnasto2—inputfile:.op2outputfile:复制inputfile中的路径，并将op2改为res--solve—路径下出现.res的文件（2）调入结果文件—resultsfile—选择.res文件（3）观察①Post—deformed—datatye:displacement—deform--显示位移变形②Post—contour--datatye:vonmisesstrs@Z1—contour—显示应力图2.19路径下的文件图2.20位移变形图2.21等效应力三CAM部分1输入模型打开软件NX6.0—输入.stp的模型文件图3.1输入模型2建立毛坯几何开始—建模—草图—拉伸图3.2创办草图图3.3草图拉伸3设置加工坐标系开始—加工--（操作导航器-几何视图）--双击MSC_MIL—L选择CSYS对话框—拖动加工坐标系（XM-YM-ZM）至刀具可凑近的点，方便对刀，并调整ZM轴大体与部件垂直，作为刀具上下搬动方向4定义毛坯、部件几何双击WORKPIEC—E指定毛坯和零部件图3.5定义毛坯和部件几何

图3.4设置加工坐标系5粗加工（型腔铣）（1）创办刀具直径--20底圆角半径--0刀具--刀具号--1种类；mill_contour刀具补偿1--加工模块—创办刀具----确定----确定刀具子种类：MILL长度补偿--1名称：D20R0D--50夹持器--L--50B--10R1--10（2）创办操作种类；mill_contour切削模式：随从部件加工模块—创办操作----确定----操作子种类：CAVITY_MILL平面直径百分比：50全局每刀深度：4程序：NC_PROGRAM地址--刀具：D20R0WORKPIECE几何体：方法：MILL_ROUGH确定—生成—确认—3D动向—播放6半精加工（型腔铣）（1）创办刀具直径--10底圆角半径--4刀具--刀具号--1种类；mill_contour刀具补偿1--加工模块—创办刀具----确定----确定MILL--1刀具子种类：长度补偿名称：D10R4D--50夹持器--L--50B--10R1--10（2）创办操作种类；mill_contour加工模块—创立操作----确定操作子种类：CAVITY_MILL程序：NC_P