CATIA教程之在车身设计中CATIA参数化建模的应用

现在很多设计公司都采用CATIA参数化建模，下面小编就简单介绍一下汽车设计参数化建模的思想，让大家简单了解一下参数化建模在汽车设计中的应用。

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-V5 Start Model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-V5 PART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。

CATIA V5 Start Model的使用方法

下面着重介绍CATIA-V5 Start Model的结构形式和其在车身设计中的具体应用方法。

首先，CATIA-V5 Start Model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（PART NUMBER）

2、 车身坐标系（Axis Systems）

3、 零件实体数据(PartBody)

4、 外部数据（external geometry）

5、 最终结果（final part）

6、 零件设计过程(part definition)

7、 关键截面(section)

整体结构树形式如图所示

其次，详细介绍各个组成部分在CATIA-V5 Start Model的具体应用方法。

1、零件名称（PART NUMBER）

2、车身坐标系（Axis Systems）

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。

3、零件实体数据(#Part Body)

Part Body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Part Body的名称，可以在Part Body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#external geometry），可以在零件内插入多个Part Body来分别定义。

如图所示插入了多个Part Body来分别存放定义不同状态实体数据。Part Body的名称可根据需要做对应更改。

4、外部引用数据（#external geometry）

如图所示，#external geometry openbody内包括两个openbody分别为#design surfaces和#imported geometry，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。

（1）#design surfaces

该openbody用来存放做零件设计所需要的造型A级曲面数据。

如图所示，如果需要引用的A级曲面较大，可根据设计步骤需要分解为很多局部区域来进行管理，这样方便后期设计过程中参考元素的准确借用，可以节省时间并提高准确性而且也方便后期的数据修改。图中将所引用的A级曲面分为两个大的区域分别为#ASURF- 060215和#pre-work on A-surfs，其中每个openbody内再分解为多个几何特征。

#ASURF- 060215中包括#ASURF- rr door和#ASURF- glass两个openbody

#pre-work on A-surfs中包括#top flange#upper frame等11个openbody。

#design surfaces内的造型A级曲面是相对固定不变的，在零件工程化阶段要以造型A级面为基准进行结构设计。故A级曲面的Parents/Children关系多数是一父多子的关联关系。每个A级曲面与后面设计步骤中的多个同时保持关联关系，在这种情况下，我们提倡这些步骤中的上一级关系直接为A级，尽量避免关联A级面子元素的中间借用情况出现。与后面#part definition中父子相承的关联关系有所不同，在后期设计更改的时候应注意。

（2） #imported geometry

该openbody用来存放与所设计零件有边界约束关系的几何元素。

如图所示#imported geometry内定义了#surfaces from concept studies等7个边界条件，每个openbody内存放了用来做边界约束的点、线、面等几何元素。这些几何元素用非参数化的形式存放。尽量做到让这些参考几何元素之间无Parents/Children关系。便于后期这些参考元素的更新替换。

5、最终结果（#final part）

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。如图所示。

（1）#final geometry

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 Invert Orientation命令将零件设计过程（#part definition）数据的最后一步结果保存在#final geometry openbody内。另外，当数据冻结后，要用copy as result命令将零件设计过程（#part definition）数据的最后一步结果保存在#final geometry openbody内。用 Invert Orientation命令的优点是可以使最终结果始终与设计修改保持参数化的关联关系，设计过程更改后系统自动更新最终结果。当数据冻结后，需要保存非参数化的最终设计结果。如图所示采用 Invert Orientation命令。

（2） #last changes

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#final geometry类似，用 Invert Orientation命令将零件设计过程（#part definition）数据的最后一步结果保存在# last changes openbody内。此时，#last changes内保存的零件设计过程（#part definition）数据的最后一步结果与#final geometry内的结果相比已经发生了设计更改。

（3）#tooling info

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。

（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。有关MLP的相关知识详见由车身所董艳菊工程师所编写的《MLP基础知识》。每个主次定位孔及夹持面信息在CATIA V5参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）。

主次定位孔及夹持面的参数化元素构建方式如下：

a.定位点，采用以车身坐标原点为参考点的X、Y、Z三坐标表示，并且定位点要位于零件上，在X、Y、Z三个坐标值中视零件在车身坐标中的位置，为方便工艺功能的实现，要保证最少圆整一个坐标值。如下图所示。

b.第一条定位轴线，过定位点做垂直于零件曲面的线段，长度为20mm,如图

c.定位平面，过定位点做垂直于第一条轴线的Plane 面

d.另外两个定位轴线，在定位平面上做 Sketcher Positioning，另外两定位轴线方向尽量保持与车身坐标轴平行。

e.夹持面，在定位平面上做 Sketcher Positioning，具体做法见《MLP基础知识》，如图所示。

以上五个元素构建完成后，在第二次构建定位孔或夹持面时，可复制，粘贴已经构建好的五个元素，此时只须更改相应的定位点即可。

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如图。与不同零件的搭接区域在结构树上命名方式如图所示。

（5） #nut&bolt

零件上的凸焊螺栓、螺母放于此openbody内，在历史树上的表示方式如图所示，

首先将要用到的各规格螺栓、螺母导入到#external geometry内，再分别在目标螺栓、螺母上用Axis System 命令创建坐标系，在零件上螺栓、螺母焊接点创建对应的坐标系。对应坐标系创建成功后用Axis To Axis 命令复制移动螺栓、螺母到指定位置即可。

来源：蜂特网