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1、基于CATIA软件的车身造型设计毕业论文目录1绪论11.1汽车车身造型的发展史11.2汽车车身造型设计在研发中的地位11.2.1出色的车身设计助力吉利开创新时代11.2.2丰田普锐斯的风阻系数与车身设计11.3汽车造型的发展趋势21.3.1车身外部造型设计21.3.2车身部设计从“舒适”到“愉快”21.4课题的来源背景及研究目的、容21.4.1所选课题的题目背景21.4.2课题的研究目的、意义31.4.3课题的研究容和研究方法32 CATIA软件介绍52.1CATIA软件简介52.1.1CATIA软件的发展历史52.1.2CATIA V5软件在汽车工业上的应用52.2 CATIA软件功能介绍5
2、2.2.1CATIA V5R20功能模块简介52.2.2基于CATIA车身造型设计功能模块分类73奥迪A5三维造型设计93.1奥迪A5 图解93.2奥迪A5相关参数93.3奥迪A5三视图113.4奥迪A5三维造型设计详解133.4.1奥迪A5导入三视图133.4.2奥迪A5曲线构建143.4.3奥迪A5曲面构建153.5奥迪A5车身细节绘制163.5.1奥迪A5前端163.5.2奥迪A5进气格栅173.5.3奥迪A5车标193.5.4奥迪A5轮胎194奥迪A5应用材料与渲染214.1奥迪A5应用材料214.2奥迪A5渲染224.3整体效果235 结论275.1 毕业设计完成工作275.2 毕业
3、设计创新型275.3 毕业设计意义和作用275.4 论文延伸275.5 个人建议28参考文献29致谢30121绪论1.1汽车车身造型的发展史汽车车身外形在发展的历程中，经历了以下几个演变过程：马车型汽车；箱型汽车；甲壳虫型汽车；船型汽车；鱼型汽车；楔型汽车111.2汽车车身造型设计在研发中的地位汽车作为一种不可或缺的代步工具已经走进了千千万万人民群众的生活中，而对中坚力量的中青年消费者来说，颜值胜过一切，有没有眼缘直接关系着一款车甚至主机厂的命运。车身造型设计是车身设计的第一步，是整车设计初始阶段的重中之重，它的成功与否决定着产品命运的关键，所以汽车车身造型设计在汽车研发中占有举足轻重的地位。
4、得造型者得天下，吉利抒写了这一传奇。被誉为“最美中国车”的吉利博瑞与智能化SUV的吉利博越不负众望，以中国特色的设计元素兼顾国际潮流设计方向，用家族式水滴涟漪回纹前格栅的标志力推吉利成为了自主品牌的标杆。1.2.2丰田普锐斯的风阻系数与车身设计当车辆在80公里每小时行驶时，有60%的动力输出用来克服风阻，而当车速超过200公里每小时，动力消耗则是总输出的85%。由此可见，对于节能车来说，风阻系数直接意味着车辆的节能型2。丰田普锐斯这一点做得非常优秀，风阻系数只有Cd0.25。2常见的风阻系数如下：（1） 垂直的平面体风阻系数大约为1.0（2） 球体风阻系数大约0.5（3） 一般轿车风阻系数0.
5、25-0.4（4） 好些的跑车在0.25（5） 赛车可以达到0.15（6） 飞禽在0.1-0.2（7） 飞机达到0.08（8） 目前雨滴风阻系数很小，在0.05浮动宝马5系的风阻系数约为Cd0.28,已经十分优秀；法拉利加利福尼亚的风阻系数居然有Cd0.33,这可是跑车啊。普锐斯最大的优点在于丰田的造车态度，实用的掀背车型与流线车身相结合。丰田尽可能的让普锐斯每一个细节都能满足节能的要求，而并非简单的将一辆汽车装上一套混合动力驱动系统。第三代普锐斯的设计做到了一箭三雕。第一，掀背车型适合家用，外观漂亮、大方；第二，解决了后备箱空间的问题，提高了空间利用率；第三，得到了比一些跑车还低的风阻系数。
6、毫无疑问，“Prius”这源于拉丁语的名字必将成为混合动力的先驱，引领着车身造型设计的新方向。1.3汽车造型的发展趋势1.3.1车身外部造型设计现代汽车更加注重实用、注重绿色、注重经济、注重视觉、注重宜人，越来越注重人、汽车与环境之间的相适宜。车身外观更加年轻时尚、引人注目，人、车和自然相处的更加和谐。人们对汽车外形的个性化定制需求也会越来越高3。由于不同层次、不同行业、不同种群的审美观念大不相同，单一的大众化商品显然无法满足众多消费的口味，无疑将出现各式各样更新异的车型来吸引消费者。3随着旅游的兴旺发达, “娱乐型”汽车的概念应运而生。家庭的出游更需要足够的空间利用率来做保证，提高造型灵活性
7、已成为一种趋势。汽车的部设计要以人为本，从简单的操作方便也更加注重人的使用体验，外观设计、人机工程也更加注重人性化的享受4。更加贴近自然、环保，汽车从简单的交通工具将变为人的精神伙伴，成为人类的朋友。41.4.1所选课题的题目背景底盘、车身、发动机及电气设备为汽车的基本组成部分。车身作为汽车重要总成，在汽车工业中有无可替代的作用。好的汽车造型是吸引潜在消费者的秘密武器，而车身车身设计又是汽车制造中工作周期最长、耗资巨大的部分，所以缩短汽车车身造型设计的周期对提高厂商的市场占有率具有重要意义5。54车型开发周期的1/3时间将用来进行造型设计，缩短车身造型设计时间可以提高车型开发速度，因而车身造型
8、设计的水平直接影响整车生产的各个环节6。从最初的车身设计、工艺制造、汽车销售、消费者使用等各个方面，都对车型开发起着至关重要的作用7。所以，车身造型设计和分析对一个汽车企业有着相当重要的意义，如果能运用CATIA软件实现本设计要求的所有容，将有着很强的现实意义和应用背景。76本课题研究的目的：（1）通过本次毕业设计掌握运用3D软件进行汽车车身设计的基本过程。（2）熟练使用CATIA软件的安装方法，学会并且熟练运用CATIA软件的基本功能，独立完成创成式曲面设计。（3）学习汽车相关知识，整合大学四年所学专业知识。（4）掌握车身造型设计的基本方法，熟悉车身设计流程。严格使用CATIA软件制作车身模
9、型，成功展示出制作成果。本课题研究的意义：学会使用CATIA软件，能够用软件绘制出车身3D曲面模型，明确设计意图，使复杂的汽车曲面得以实际呈现，缩短设计期限，提高生产效率，将理论专业知识和实践技能相匹配。1.4.3课题的研究容和研究方法研究容:（1）论述CATIA软件进行车身设计的设计流程（2）分析奥迪A5造型结构特点，确定车身设计的实施步骤（3）利用CATIA软件创成式曲面模块进行该车型的主体轮廓线绘制（4）利用3D曲线完成车身曲面轮廓线绘制，构建车身曲面研究方法：打开CATIA软件的Sketck Tracer模块，导入汽车三视图。打开freestyle模块，用3D 曲线构造对应车身的三维轮
10、廓线，在创成式曲面设计模块中中，用曲面桥接、曲面填充、曲面扫掠等命令绘制曲面。在Imagine&shape中用sphere命令制作奥迪车标和进气格栅，在机械零部件设计中用凸台命令进行轮胎的绘制。最后，利用倒角、圆角、分割、修剪等功能，完成车身造型后统一应用材料并渲染。2 CATIA软件介绍2.1 CATIA软件简介2.1.1 CATIA软件的发展历史CATIA是法国Dassault System公司旗下的CAD/CAE/CAM一体化软件，Dassault System 成立于1981年，CATIA是英文 Computer Aided Three Dimensional Interface Ap
11、plication 的缩写。它是世界CAD/CAE/CAM领域中的领头羊。88CATIA 于1982年发布了第1版本、于1988年发布了第3版本，在此期间还发布了第二版本，并在1993年更新了功能更为完善的4版本。如今，CATIA软件共有两个系列，分别是CATIA V4版本和CATIA V5版本。CATIA V4版本多应用于UNIX 平台，而CATIA V5版本可同时方便UNIX和Windows 两种平台的用户使用。2.1.2 CATIA V5软件在汽车工业上的应用目前，汽车工业主要是通过设计数据，构造零、部件CAD模型和模具CAD模型，再通过数控加工制造模具，进而再进行零件生产的设计制造流程
12、。在汽车设计制造流程使用CATIA软件，给我们带来了极大的方便，减少了设计失误率，并大大缩短了设计周期。运用CATIA软件可以大大缩短产品设计周期，有效减免产品设计时出现的失误，在汽车研发、生产制造、装配、物流控制等环节都将给我们带来各种各样的便利之处。有实例指出，加强设计过程中空间和尺寸的控制，在产品开发过程中对电子样机不断进行验证与分析，大部分的错误都在设计过程中得到了避免或改善。2.2 CATIA软件功能介绍2.2.1 CATIA V5R20功能模块简介(1)二维草图的设计CATIA V5草图是建立2D外形最简单的一种方式，运用草图中尺寸的设计方法，将2D外形作为是实体或曲面设计的基础。
13、将草图依附在平面上，并在此平面上定义2D外形、尺寸、位置，配合平面定义完成在3D空间中的定义9。9零件设计是CATIA软件最基础的功能之一。通过创建具体的实体零件，可以熟练运用CATIA V5软件中的拉伸成形特征、旋转特征、钻孔特征、扫掠成形特征、肋特征、叠层成形特征等常用命令。所用工具条为Sketch-Based Features工具条。拉伸特征增料特征（即拉伸成形）和减料特征（即拉伸切除）为拉伸特征的两类基本特征。拉伸特征源于实体特征或在空的情况下（这也是拉伸成形于拉伸切除的最大区别）添加一定形状的实体特征，拉伸特征是从已经存在的实体特征上切除一定形状的实体特征。旋转特征 旋转实体特征分为
14、两类：一类是增料特征，即旋转成形；另一类是减料特征即旋转切除。钻孔特征孔是产品设计中使用最多的特征之一，它是形式灵活，位置多样。此外，孔特征对位置精度还有较高的要求。因此，在创建孔特征时，一方面要确定孔的直径、深度和样式（如盲孔、通孔等）等定型条件，另一方面要确定孔在实体特征上的相对位置，尤其是其轴线的位置。运用CATIA 可以很方便地在实体上打孔，在创建孔的过程中只需要合理设置Hole Definition（孔）的对话框中的基本参数，就可以生成符合设计要求的孔。 扫掠成形扫掠成形不仅应用广泛，而且其生成方式也非常丰富，扫掠成形有以下两种形式： Rib（扫掠成形实体）和Slot（扫掠切除）。它
15、们形成的方式是一样的。主要区别在于：Rib（扫掠成形实体）侧重增料特征，Slot（扫掠切除）侧重减料特征。肋特征 肋特征非常广泛的应用在机械设计中，其主要作用为增加零件的强度，它是零件上的一个非常重要特征。叠层成形特征叠层成形（Loft）特征为以下两种：叠层成形实体（Loft）和移除式叠层成形（Removed Loft）。它们形成的方式是一样的。主要区别在于：叠层成形实体侧重于增料特征，移除式叠层成形侧重于减料特征。(3)装配设计（ASS）重合、偏移、接触、夹角、固定部件组，快速约束设置、可动件/刚体、更改约束以及样式再使用等是CATIA V5软件装配设计中的最主要的几种约束特征类型。(4)曲面设计
