汽车设计流程及相关设计软件.docx

汽车设计类CAD技术的发展1、前言1963年,麻省理工学院的研究小组在美国运算机联合会会议上发表了关于运算机辅助设计的论文,开始了运算机辅助设计技术的发展历程,时至今日,CAD技术已经历了40多年的发展日趋成熟,CAD技术从显现到现在大致经历了三个历史阶段。(一)二维绘图阶段,主要是在运算机上表达二维几何图素,并且图素之间缺乏联系,很难保持各阶段设计的一致性。因此,此时的CAD仅仅是手工绘图板的替代工具。另外,在硬件支持系统的价格昂贵,限制了CAD的应用。(二)第二代CAD软件在二维造型基础上引入三维造型,但也只是极为简单的线框模型。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息,不具备表达几何数据间拓扑关系的能力,实体拓扑信息以及形体表面信息的缺失使得CAM及CAE均无法实现。(三)在三维造型阶段,几何造型技术经历了三次技术革命。由于线框系统已经不能满足人们的实际需求,法国的达索飞机制造公司的开发者们,在二维绘图系统CADAM的基础上,开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法,推出了三维曲面造型系统CATIA。它的显现为人类带来了第一次CAD技术革命。实体造型技术能够准确表达零件的大部分属性(至少还不能表达零件的材料信息),从CAD系统获得的设计数据可以用于CAM、CAE等系统,给设计、分析、制造带来了加大的便利。可以说,实体造型技术的普及和应用是CAD发展史上的第二次技术革命。创建PTC公司(即参数技术公司)的技术精英们,开始研制名为Pro/E的参数化软件,第一次实现了尺寸驱动零件设计修改。到了90年代,参数化技术开始逐步走向成熟,充分体现出其在许多通用件、零部件设计上简便易行的优势。可以认为,参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。但是参数化技术并没有完全解决所有问题。例如,全尺寸约束这一硬性规定就干扰和制约着设计者创造力及想象力的发挥,而变量化技术既保持了参数化技术的原有的优点,同时又克服了它的许多不利之处。它的成功应用,为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇,驱动了CAD发展的第四次技术革命。总的说来,现如今的CAD系统采用了统一的数据结构和公用数据库,采用实体造型技术、参数化技术和特点造型技术,给设计人员带来了前所未有的便利。2、CAD技术对汽车企业的重要性汽车行业是CAD技术最先应用的领域之一,国外一些著名的汽车公司很早就自行开发CAD软件。到现在,CAD技术几乎被所有汽车公司所采用,可以说CAD技术(包括运算机辅助制造、运算机辅助工程分析)的应用水平,已经成为评判一个国家汽车工业水平的重要指标。在我国,汽车企业一直都作为国家和地方的利税大户,同时也是CAD技术应用的先锋。CAD技术在企业中的成功应用,不仅带来了企业技术上的创新,同时带动了企业经营、治理旧模式的变革。因此,它对我国传统产业的改造、新技术的兴起,以及汽车工业提高国际竞争力等方面,起到了庞大的推动作用。传统的汽车车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的,其特点是整个过程是通过实物、模型、图纸、样板等来传递信息。随着运算机技术的发展,运算机逐步代替人脑承担起复杂的运算和分析,同时引进CAD等现代设计方法,帮助工程师们抛掉传统的手工方式,既方便设计,又能改善设计质量,缩短设计周期。因此,国外著名汽车公司都不惜花巨资实施CAD技术,一方面加快新车型上市的速度满足复杂多变的市场需求,另一方面节省开发成本,向消费者提供物美价廉、物超所值的产品,从而提高自身市场竞争力。CAD技术对于中国汽车企业的重要性是不言而喻的。尽管在2002年,中国汽车行业发生“井喷”,一时间汽车成为和手机、房子一样炙手可热的商品,中国汽车业就此迎来了发展的大好时机。同时,国外汽车企业看到了中国广阔的汽车市场,纷纷在华投资建厂,而国内的汽车公司趁机和国外公司合资,以为可以借助外国公司先进的技术来提高自身的研发能力,可实际上事与愿违。外国公司并不愿意把先进的技术介绍给中国的公司,中国公司始终充当着OEM的角色,仅仅是外国公司在中国的制造基地,汽车研发水平仍难有所提高。在2006年,国家将按照对WTO的承诺取消汽车进口配额。步入21世纪的中国汽车工业将受到来自跨国汽车公司的庞大生存压力,以及数字化和产品、技术不断创新的严肃挑战。因此,全面应用CAD技术是中国汽车工业发展过程中的必由之路,应纳入到各个汽车企业的发展战略中。3、CAD技术在汽车工程领域的应用状况美国福特汽车公司在上世纪80年代初就开始CAD系统的规划与实施,到了1985年有一半以上的产品设计工作在图形终端上实现,至90年代初其产品开发全面采用CAD。早期的CAD系统已自行开发的PDGS和CAD为主,后来逐步过渡到以I-DEAS为其核心主流软件。在CAD技术发展初期,美国通用公司就自主研发以设计车身为目标的DAC—1