catia汽車的設(shè)計(jì)流程

1、catia 汽車設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)簡單理解是根據(jù)一款車型的多方面要求來設(shè)計(jì)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(gè)性特征， 同時(shí)還要能安全可靠地行駛， 這就需要整個(gè)設(shè)計(jì)過程融入各種相 關(guān)的知識(shí)：車身結(jié) 構(gòu)、制造工藝要求、 空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、工程材料學(xué)、 機(jī)械制圖學(xué)、聲學(xué)和光學(xué)知識(shí)。從一個(gè)靈感到最后實(shí)現(xiàn)，需要一系列的步驟。得 到市場的認(rèn)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(shí)。 下面，讓我們看看正向設(shè)計(jì)如何為一款新車設(shè)計(jì)“嫁衣”。項(xiàng)目策劃項(xiàng)目策劃包括：項(xiàng)目計(jì)劃、可行性分析、項(xiàng)目決策及組建項(xiàng)目組等幾個(gè)方面。圖 1

2、為項(xiàng)目策劃階段的示意圖。圖1 項(xiàng)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(yuǎn)期規(guī)劃， 具有市場的 前瞻性與應(yīng)變能力。 項(xiàng)目前期需要在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上生成項(xiàng)目建議書， 明確汽 車形式及市場目標(biāo)?？尚行苑治霭ǎ赫叻ㄒ?guī)分析、競爭對(duì)手和赫 車型、自 身資源和研發(fā)能力的分析等。項(xiàng)目論證要分析與審查論點(diǎn)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(gè)什么樣的車型， 類似于同行什么等級(jí)的車型， 其性價(jià)比方面有哪些創(chuàng) 意與特點(diǎn)即展現(xiàn)在我們面前。項(xiàng)目策劃的最后階段是組建項(xiàng)目組： 組建新品開發(fā)項(xiàng)目小組、 確立項(xiàng)目小組成員 的職責(zé)、制定動(dòng)態(tài)的項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃、 明確各階段的項(xiàng)目工作

3、目標(biāo)、 規(guī)定各分類項(xiàng) 目的工作內(nèi)容、計(jì)劃進(jìn)度和評(píng)價(jià)要求。概念設(shè)計(jì)階段 概念設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)全新的汽車創(chuàng)意造型設(shè)計(jì)分為以下幾部分：1. 總體布置草圖設(shè)計(jì)：繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(xì)總布置圖確認(rèn)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(jì)。圖 2 某車型的總布置草圖2. 造型設(shè)計(jì)：包含外型和內(nèi)飾設(shè)計(jì)兩大部分。設(shè)計(jì)階段包含創(chuàng)意草圖和效果圖設(shè)計(jì)：在這一過程中，要比較競爭對(duì)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(píng)審。圖 3、4 分別為造型設(shè)計(jì)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(jì)與產(chǎn)品制造的要求， 這個(gè)階段要進(jìn)行多方面的評(píng)審與修改， 直到最后確定 效果圖方案。圖 3 前期設(shè)計(jì)草圖圖 4 設(shè)計(jì)方案效果圖3. 油泥模型制作階段概念設(shè)計(jì)的最后階段是制作油泥模型： 制作 35 個(gè) 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(shí)間。對(duì)外觀評(píng)審后，選定其中一個(gè)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(yàn)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(jì)工程階段油泥模型凍結(jié)后， 就全面進(jìn)入到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(gè)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(xì)設(shè)計(jì)以及它們之間的相 關(guān)協(xié)調(diào)工作。這一 階段耗時(shí)最長，如果撇開后期的設(shè)計(jì)改進(jìn)時(shí)間不算，一般需 要 1 年左右的時(shí)間。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，有必要讓供應(yīng)商提前介入，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)做得更經(jīng)濟(jì)、合理。 要充分利用 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的手段，加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。利 用三維軟件對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行裝配， 做各種斷面與干涉檢查， 使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)

6、確無誤；利用有限 元分析軟件對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬分析，產(chǎn)品性能模擬 分析要達(dá)到合格水平。1. 整車總布置設(shè)計(jì)在前面總布置草圖的基礎(chǔ)上， 細(xì)化總布置設(shè)計(jì)， 精確地描述各部件的尺寸和位置， 為各總成和部件分配準(zhǔn)確的布置空間， 確定各個(gè)部件的詳細(xì)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(dòng)機(jī)艙詳細(xì)布置圖、底盤詳細(xì)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(duì)油泥模型進(jìn)行測量，生成 點(diǎn)云數(shù)據(jù)，工程師根據(jù)點(diǎn)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(gè)樹脂模型（如圖9），目的是驗(yàn)證車身數(shù)據(jù)。圖9 驗(yàn)證數(shù)據(jù)用樹脂模型3. 主斷面設(shè)計(jì) 主斷面設(shè)計(jì)作為車身設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，被越來越多的車身設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)可， 通過主斷面設(shè)計(jì)可以前瞻性的將車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)出來， 最大限度地指導(dǎo) 詳細(xì)設(shè)計(jì)（如圖 10）。圖 10 主斷面圖4. 白車身設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)形狀復(fù)雜的

8、薄板沖壓零件（如圖 11），在 5575個(gè)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(jì)轎車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以車身造型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行車身強(qiáng)度設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)， 以期 最終找到合理的車身結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)過程的統(tǒng)稱， 其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到車身 內(nèi)外造型能否順利實(shí)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(gè)車 身開發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須兼顧造型設(shè)計(jì)的要求， 同時(shí)應(yīng)充分考慮諸如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、 防塵隔噪性 能以及制造工藝等多種設(shè)計(jì)要求。 優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以充分保證汽車整車質(zhì)量的 減小，進(jìn)而達(dá)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(jì)首先需要明確車身整體的承載形式， 并

9、對(duì)其做出載荷分析， 以 便能使載荷 在整個(gè)車身上分配合理。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)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(jí)別上的不同， 故 常常會(huì)產(chǎn)生具體結(jié) 構(gòu)上的差異，最終導(dǎo)致它們?cè)诠δ芎蛢r(jià)格上的差別。總之， 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及到多方面因素的綜合工程設(shè)計(jì)問題， 常成為車身設(shè)計(jì)開 發(fā)中的難點(diǎn)。5. 內(nèi)外飾工程設(shè)計(jì)（1）內(nèi)飾件設(shè)計(jì) 轎車的內(nèi)飾件設(shè)計(jì)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(duì)于車上其他部件而言，雖然它們對(duì)車輛的運(yùn)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(yù)、檔次以

10、 及人們的選擇意向。另外，對(duì)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(duì)轎車 的舒適性起到十分重要的 作用。2）外飾件設(shè)計(jì)汽車外飾件設(shè)計(jì)包括：前后保險(xiǎn)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(jī)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(jì)公司建立高性能的計(jì)算機(jī)輔助工程分析系統(tǒng)，其專業(yè) CAE隊(duì)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(jì)、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(qiáng)度（應(yīng)用于整車、大小總成與零部

11、件分析，以實(shí)現(xiàn)輕量化 設(shè)計(jì)）、 NVH分 析（各種振動(dòng)、噪聲，包括摩擦噪聲、風(fēng)噪聲等）、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 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(dòng) 力學(xué)分析的精度有進(jìn)一 步提高，并已投入實(shí)際使用，完全可以用于定性分析和 改進(jìn)設(shè)計(jì)， 大大減少了這些費(fèi)用高、 周期長的試驗(yàn)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(jì)上的應(yīng)用也很廣泛，提高了設(shè)計(jì)的效果和效率。 樣車試制和試驗(yàn)階段1. 樣車試制階段樣車試制是驗(yàn)證與完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)過程。 樣車的試制要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn) 行，要能夠 切實(shí)反映產(chǎn)品的本來面貌，以

12、便發(fā)現(xiàn)真實(shí)存在的問題。盡管現(xiàn)在擁 有先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段， 包括工程計(jì)算、 工程仿真與模擬等， 但樣車的試制和相關(guān)試 驗(yàn)是一定要進(jìn)行 的，因?yàn)楫a(chǎn)品的諸多細(xì)節(jié)問題在設(shè)計(jì)階段是無法提供全面的數(shù) 據(jù)，并加入工程計(jì)算體系的。目前的車身試制手段主要有中熔點(diǎn)、鑄鐵簡易模、 工序件等。2. 樣車試驗(yàn)階段試驗(yàn)要嚴(yán)格按照國家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行， 真實(shí)地出具相應(yīng)的試驗(yàn)報(bào)告， 為產(chǎn)品的確 認(rèn)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(jì) 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(jìn)展情況并及時(shí)處理可能出現(xiàn) 的問題，這對(duì)產(chǎn)品 的設(shè)計(jì)修改十分有利。 產(chǎn)品的測試報(bào)告反映產(chǎn)品的現(xiàn)實(shí)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(xiàng)強(qiáng)制性檢查與試驗(yàn)標(biāo) 準(zhǔn)（如圖 12、13）。圖 12 道路試驗(yàn)圖 13 碰撞試驗(yàn)生產(chǎn)準(zhǔn)備階段這一階段包括產(chǎn)品工裝的設(shè)計(jì)與制造、 產(chǎn)品檢查與調(diào)試設(shè)備的準(zhǔn)備、 工裝夾具的 驗(yàn)證、生產(chǎn) 線的調(diào)試等。生產(chǎn)準(zhǔn)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(jìn)行樣車試制的同時(shí)，要著手進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。車身開發(fā)， 從某種意義上講不 容許產(chǎn)品設(shè)計(jì)有重大的修改，所以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的開始，每一 步都必須考慮成熟。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門不斷地向生產(chǎn)準(zhǔn)