车身参数化设计流程

车身参数化设计规范-20150318ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd

本文介绍了CAD开发平台CATIAV5在汽车车身零部件设计中的运用，通过采用文中CATIAV5StartModel设计模板可以极大提高CATIAV5在车身零件设计中的设计质量，大大缩短了设计时间。

2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd自从进入21世纪，中国在多年改革开放的经济发展基础之上，与世界经济进一步融合，成功加入了WTO。中国汽车工业作为中国经济的支柱产业也迎来了飞速发展的时期.汽车作为高级耐用工业品，从构思、设计、试验、定型到批量生产，要耗费巨大的资金和时间。其中车身的开发设计是其中非常重要的部分，约占整车开发费用和时间的70%，按照传统方式约需5-6年，采用电子计算机辅助设计（CAD/CAM），现在从设计到样车仅需2年时间甚至更短的时间，从而大大缩短了产品开发周期，降低了开发成本，能够更快更好的响应市场需求。所以，我们针对现在所应用的CAD产品开发平台CATIA-V5及参考多个主机厂总结出了更适合现阶段车身开发的设计思路方法，编辑了一个通用的3D数据设计模板：CATIA-V5StartModel。车身3D数据设计是汽车工程化设计的最关键阶段。3D数据要体现车身零件工程化的许多必要信息，CATIA-V5StartModel就很好的实现了这些信息的整和。它充分挖掘CATIA-V5的参数化设计优势，通过对CATIA-V5PART文件历史树结构的优化设计，不仅提高了设计阶段的工作效率，并且对数据信息的读取和后期零件数据的修改都提供了更高的可操作性。使整个车身设计流程的工作效率有显著提高。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd介绍CATIA-V5StartModel的结构形式和其在车身设计中的具体应用方法一、CATIA-V5StartModel模板根据车身零件3D数据的结构特征，将历史树分成如下组成部分：

1、零件名称（PARTNUMBER）

2、车身坐标系（AxisSystems）

3、零件实体数据(PartBody)

4、外部数据（externalgeometry）5、最终结果（finalpart）6、零件设计过程(partdefinition)7、关键截面(section)2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd1、零件名称（PARTNUMBER）零件名称定义的规范性和准确性对汽车主机厂来说在整个汽车产品生命周期内对产品的采购、生产、销售都具有重要意义。所以首先要确定零件的准确件号和尽量简单且详尽的名称。如下图所示：XXX_XXXXXXX-X00_000_REINF_ROOFSIDEGRABHANDLE_LH_CHZK_20060510车型代号零件的件号零件的版本号零件的英文名称设计者名字简称设计完成日期2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd2、车身坐标系（AxisSystems）该坐标原点为车身坐标原点即是世界坐标原点，定义该坐标系以后后期设计过程中的几何元素的空间坐标都以该坐标系为基准。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd3、零件实体数据(#PartBody)PartBody内是用来存放零件实体数据，一般是设计的最终结果实体数据。如果需要更改PartBody的名称，可以在PartBody右键属性内更改，如果要反映该零件设计的不同阶段或不同状态的实体数据，或者是周边相关零件的实体数据（周遍相关零件的Parent信息来自#externalgeometry），可以在零件内插入多个PartBody来分别定义。插入了多个PartBody来分别存放定义不同状态实体数据。PartBody的名称可根据需要做对应更改。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd4、外部引用数据（#externalgeometry）如图所示，#externalgeometryopenbody内包括两个openbody分别为#designsurfaces和#importedgeometry，在做零件设计时需引用外部几何元素作为边界条件，而这些外部元素根据其性质不同可以分为如下两中类型。#designsurfaces

该openbody用来存放做零件设计所需要的造型A级曲面数据。#importedgeometry该openbody用来存放与所设计零件有边界约束关系的几何元素2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5、最终结果（#finalpart）该openboy用来存放零件的最终设计曲面数据、材料的矢量方向、材料厚度、零件MLP信息、搭接面零件上的螺母、螺栓以及对部件的设计修改信息。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.1#finalgeometry该openbody用来存放零件的最终设计结果，仅仅用一个面片来表示，这个结果可以用InvertOrientation命令将零件设计过程（#partdefinition）数据的最后一步结果保存在#finalgeometryopenbody内。如图所示2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.2#lastchanges表示数据冻结后的设计更改结果存放在此openbody内，其表示方法与#finalgeometry类似，用InvertOrientation命令将零件设计过程（#partdefinition）数据的最后一步结果保存在#lastchangesopenbody内。此时，#lastchanges内保存的零件设计过程（#partdefinition）数据的最后一步结果与#finalgeometry内的结果相比已经发生了设计更改。2/3/2023ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.3#toolinginfo该openbody内用来存放表示材料料厚和材料矢量方向信息的料厚线，料厚线用0.7mm的点划线表示，料厚线的长度为实际料厚尺寸的100倍，料厚线的方向由材料的适量方向决定。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.4#MLP该openbody内用来存放零件工程化设计后期的许多MLP相关信息。主要有主次定位孔和夹持面信息。每个主次定位孔及夹持面信息在CATIAV5参数化建模过程中主要由如下元素构成：一个点、一条线、一个平面、一个草绘（夹持面有两个草绘）。如图所示。主定位孔a参数化元素夹持面S1参数化元素主定位孔a2/3/2023ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.5#

matchingareas

零件上搭接区域的标注信息存放于此。用0.5mm宽的紫色双点划线表示搭接区域，该线条在零件表面上以实际搭接边界为准向内偏移1mm。一个封闭区域用一条打断关联的曲线表示。与不同零件的搭接区域在结构树上命名方式,如图所示。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd6、零件设计过程（#partdefinition）在结构树上的这一部分是零件设计的主体工作，也是工作量最大，最关键的部分。这部分#partdefinition的构成如图所示。#partdefinition包括参考点（#referencepoint）、基础面(#basicsurface)、压筋结构(#depressions)、翻边结构(#flanges)、裁剪结构（#trimmed_part）和孔(#holes)特征。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd6.1、参考点（#referencepoint）该openbody内有一个点，该点为车身坐标原点（0、0、0），在后面的零件设计过程中，几何元素的构建大多数情况下要以该点为参考点。我们也建议几何元素的参数化尽量以该点为基准。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd6.2、基础面(#basicsurface)

在零件设计过程中要有大局观，整体意识。即由整体到局部，由简单到复杂的过程，StartModel就是遵循这样一个思路来进行零件设计的。当接到一个设计任务时，首先考虑构成该零件的主要型面是怎样的，即该零件的形状是怎样的。在该型面的基础上怎样来很好的实现零件的功能，就是接下来要考虑零件的结构设计，即增加必要的压筋结构(#depressions)、翻边结构(#flanges)和孔(#holes)特征。当然基础面和零件结构这两者是相互影响的，要综合考虑。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,LtdStartModel实例操作理原车辆技术研发有限公司车身部2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd单击“打开”按钮，打开startmodel模板文件，然后点击“文件”菜单下的“另存为”，将文件名改为需要的零部件名称并存储。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd将结构树中的实力名更改与零部件代号一致在设计过程中，经常要切换结构树中的当前工作对象。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd将结构树中的#externalgeometry下的#importedgeometry几何图形集设为当前工作对象转到模块下插入零件点云数据。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd点云数据如图所示2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd零件的表面设计及处理过程操作全部在#partdefinition几何图形集中进行接下来将进行零件表面设计2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd首先进行基本曲面的设计将设为#basicsurface工作对象2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在#basicsurface下，将#reference_structure复制，修改名为miansurface_01，设为工作对象2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltdmainsurface_01下的内容如下图，包括一个参考点，三个坐标平面和三个草图平面2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在主参考面上做一点，如图做该点的时候可以使用辅助方法确定该点的位置，一般取参考面的大致对称中心的位置2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在结构树中右键点击该点，用菜单中的隔离密令去掉点的参数，删掉因作该点而做的其它特征，再用“coordinates”定位该点2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd选中“reference_point”右键选择“替换”弹出下列对话框，按照下图操作，点击“确定”即可2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd这样miansurface_01的参考结构就构建好了，与#reference_structure的对比如右图2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在与主参考面相交的俩个坐标系平面上分别左一条直线，以用作构造该平面的轮廓线和引导线2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd轮廓线和引导线如下图所示构造平面的轮廓线和引导线不要再该平面内建立，最好在与该平面垂直相交的俩个坐标平面内建立，这样便于修改其位置约束2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd可以运用拉伸或者扫掠来完成基础面的构建2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd构建完成的基础面2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd通过上页相同的建面方法完成各大基础面的构建2023/2/3ReosVehicleTech(Suz