CATIA+V5R16软件在车桥三维设计及校核中的应用

１）在１．１所创建的三维模型卜添加材质，选择
ｓｔｅｅｌｏ
２）进入“分析与模拟”模块，按照运动模式和零 件受力状态，在制动盘法兰面施加约束，在摩擦面施 加摩擦制动力矩载荷。
３）对施加约束和载荷后的制动盘进行计算，即可 显示图８的分析结果，称为“冯米斯应力”图。通过 对比分析，在施加标准载荷的情况下，各部位所受应 力均在设计范围内；当将施加的载荷夸张扩大１００倍 后，制动楹根部已出现了明显的扭曲变形，各部位应 力相应地递增。
２）旋转特征。完成草图约束后，为－ｒ检验草图是
万方数据
第１期吴利锋．等ＣＡＴ［Ａ Ｖ５Ｒ１６戟件在乍桥＝维设ｉ｜艘枝棱中的盹用
卉封闭．ａｒ点击工几选项中的“草罔分柝”丁具．榆 查草嘲轮廓是＊封刚，系统ｎ动提示未封闭点检验 尤误后，退山工作台，选择“旋转特征”命令．在弹Ｈ｛ 的对话框巾定义轴线制动盘旋转轴线如罔３所示， 即是利川旋转命，｝后生成的制动盘左侧面二维轮廓
２基于ＣＡＴＩＡ Ｖ５Ｒ１６的校核分析
２．１装配设计分析 在机械产品设计中，首要保证零部件间的尺寸间
隙，它决定着产品的应用性，如果存在干涉或者距离 过小，都不能使产品满足功用，甚至会对整车质量产 生很大影响。ＣＡＴＩＡ的装配设计分析Ｔ具给设计带来 了革命性的一步，检查碰撞功能可直观地体现零件间 的间隙大小以及是否有碰撞存在。设计者在零件三维图 和装配关系正确的前提下，无需反复校核复杂的尺寸 链，即可直观地观察到零部件间的间隙，查找干涉部位。
“嘲弧图样”命々．按需定义凸台数量．如网５所示 审复步骤３）、４）．埘其他凸台定义圆周模式。
削２制动盘轮№：草图
罔５凸台圆周模式效粜
５）托已生成凸台平州￡定义革绘基准断同步骤 ３）绘制右侧盘面草图轮廓，麻川“凸弁”命々．得到 制助彘总体轮廓，
６）选择“孔”命夸．选取孔所在的平血，在弹出 的对话框·ｌ，约啦孔的中心佗置，并定义螺纹规格参数
产·协往祉都是多个零件组合而我的ＣＡＴＩＡ提供 的装目Ｃ模块用皋建盘零件问的相对批置天系，从而形 成相对复杂的装配体．ｍｉ相对关系要通过添加约束实 现系统提供了卉种约束厅式件目合、接触、距离、 角度固定、ｆ研联）．通过时部件添加多个约束．可以 准确地把部件装配到位（ＡＩ＇ＩＡ适提供了强大的标准 件库．可以随时ｉｆ习人安装所需的标准件ａ：装配过稃
ＣＡｒＩ’ＩＡ Ｖ５版本是ＩＢＭ和达索系统公司长期以来在 为数字化企业服务过程中不断探索的结晶，嗣绕数字 化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的ＣＡ— ＴＩＡ Ｖ５版本，可为数字化食业建屯一个针对产品整个 开发过程的Ｔ作环境。在这个环境中，可以对产品开 发过程的各个方面进行仿真，并能够实现：亡程人员和 非Ｔ程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括 概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃 至成品在整个生命周期中的使用和维护。
客车技术与研究
２０１１年２月
中，在保证正确装配关系的前提下，可以快捷地发现 设计中的错误之处，相比二维工程图，有极强的叮操 控性，使设计者对所设计的产品有直观、前瞻性的认 识。图７所示为我公司开发的客车车桥产品ｊ维效果图。
图７车桥ｉ维效果图
在装酉己设计完成后，除ｒ能直观“看到”产品外， 零部件和装配体之间的关联性也为设计者提供了便捷 的设计手段。根据设计需要改动某零件尺寸规格，该 零件所关联的装配体自动更新，且装配位置保持约束。 相对于二维工程图的尺寸校核，ｉ维设计ｊ【：作量大大 减小，达到了事半功倍的效果，使设计研发部门缩短 了研发周期、降低了开发费用。
开展业务合作的国外认证机构主要有：英国ＶＣＡ、荷兰ＲＤＷ、德国ＴＵＶ、意大利ＥＣＯ、两班牙ＩＤＩＡＤＡ、卢
森堡Ｌｕｘｃ！ｏｎｔｒｏｌ等，并与罗马尼哑ＲＡＲ、海湾ＧＳＯ、伊朗ＩＳＱＩ、澳大利亚ＶＳＳ等多个国家的认证主管部ｆＪ保持了 良好的合作关系（其中澳大利亚ｖｓｓ、海湾合作组织ＧＣＣ、智利等部分南美国家、新加坡、越南等部分东南哑国 家以及南非等部分非洲国家均Ⅱ丁直接受理并认可我中心出具的检测报告），已为国内６０余家整车及零部件企业提 供了出口认证检测服务，出【１目的地涉及各大洲近４０个目家。
５）根据有限无分析结果，调整零部件基本尺寸， 使产品既满足车桥功用，又保汪轻量化。
在进行装配分析和有限元分析之后，经过优化设 计，设计者可得到理想的三维效果图，由二维图建立 零部件或总成图的ｉ视图和轴测图，导入二维 ｍ－ｔｏＣＡＤ中，经过尺寸标注、线形过滤等即可形成符 合行业要求的工程图纸。
３结束语
重量决定了汽车的燃油经济性；同样，为车辆传输动 力的乍桥也对整车的燃油经济性有着很大影响．对于 车桥零部件则体现在基本尺寸的设计上。ＣＡｒＩ＇ＩＡ三维 设计为校核零部件是否满足功能提供有力支持，设计 者叮利用其有限元分析功能，对部件施加约束，模拟 设计承受载荷，应用分析图表，量化评价部件微观受 力状况和变形，据此可调整零件基本尺寸，使部件在 满足功能的情况Ｆ轻量化。下面以１．１所创建的制动 盘实体为例进行分析：
北京：清华大学出版社，２０１０．１． 【５】马伟．ＣＡＴＩＡ Ｖ５ Ｒ１６曲而造型及逆向设计【ＭＪ．北京：科
学出版社，２００９．１． 【６１６詹熙达．ＣＡＴＩＡ Ｖ５曲面设计实例精解［Ｍ】．北京：机械工业
出版社，２００９．４． ｆ７１李苏红．ＣＡＴＩＡ Ｖ５实体造型与Ｔ程图设计【Ｍ】．北京：科学
出版社。２００８．２． ｆ８Ｊ８盛选禹．ＣＡＴＩＡ ｔ维机械设计实例ｆＭｌ．北京：机械．Ｉ：业出
参考文献： ［１】雷源艳．ＣＡＴＩＡ Ｖ５基本操作与实例进阶【ＭＪ．北京：科学出
版社。２００８．７． 【２１李学志．李若松．ＣＡＴＩＡ实用教程ｆＭｌ．北京：清华大学出
版社．２００４．２． 【３】詹熙达．ＣＡＴＩＡ Ｖ５快速入『Ｊ教程［ＭＩ．北京：机械．ｆｊ业出
版社，２００８．１． 【４】施建。胡建杰．ＣＡＴＩＡ Ｖ５ Ｒ１９造型设计项目案例解析ｌＭＩ．
４）应用“位移显示”功能，可将施加载荷后实体 的变形情况以调色板的形式体现，自下而上表示位移 量逐渐增大，如图９所示在施加载荷扩大１０倍后，圆 周外径处最大位移量为１．２５ ＩＴｍｌ。
图８冯米斯应力图
图９位移显爪图
万方数据
第１期
吴利锋．等：ＣＡＴＩＡ Ｖ５Ｒ１６软件在乍桥三维设计及校核中的应用
３ｌ
（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｙｕｔｏｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．．Ｌｔｄ．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００１６。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ＇ａｘｌｅ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ．Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ３Ｄ ｄｅｓｉｇｎ．ａｓｓｅｍｂｌｙ
ＣＡＴＩＡ为用户提供了多种检查方式：接触＋碰撞； 间隙＋接触＋碰撞；校核深度；碰撞规则。
四种定义参与运算的组件类型：在所有组件之间； 在一个选择中（检查内部组件）；选择相对（所选组件 与其他所有组件）；在两个选择之间（两个组件间）。 ２．２有限元强度分析
机械产品的设计水平一直与设计者的经验密不可 分，零部件的设计尺寸凭传统经验在一定程度上可有 效设定且能够满足产品基本功能。但对于车桥产品来 说，需要的不仅仅是“能用”，还需要“精准”，整车
地ｔ１１：：重庆市北部新区汇星路１号
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传真：０２３—８６３０５４４０李裕民（０２３—８６３０５４３１、１３３２０２２３８８６） 李瞍（８６３０５４３５、１３６３７８６４５４７） 谭龙（８６３０５４３６、１３６０８３８５１８０）
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CATIA V5R16软件在车桥三维设计及校核中的应用
７）参照班骤４），ｘ｝孔定义进行“同弧阿样”命 令利用倒嘲堵倒棱角等命令，对制动盘零件实体 进行修饰．结果如罔６所示．
塾一蝈畸篆攀詈一．笸 图４ ｎ台－维效粜
４）凸台圆周分砧，选取生成的凸台特征．选择 万方数据
罔６制动盘－维效果罔
在。维零件址汁过程ｔｈ零什的Ｒ寸ａｒ以实时更 改，改变草Ｈ或特征尺寸，一维寅体尺寸自动型改． “至设计者得到理想的ｊ维模刊它区５ｊｌ｜于普通■维 制闭过程十保存后尺寸小ａｆ耻改的局限件．极大地攫 高ｒ设计效率和准确性 １ ２车桥装配设计
国内汽车行业＿三维没汁应用越来越受到重视， 但应用程度和影响程度还不如西方制造业。实践证 明，ＣＡＴＩＡ三维设计软件能够提高设计质量，避免 设计过程中反复计算和抽象校核的繁琐，使设计工 作得心应手，大力推广使用ｉ维软件的使用是一种 趋势和必然。
以Ｅ所述零件没计、装配设计、装配分析、有限 元分析的操作只是提供厂一种概念性的方法。关于 ＣＡＴＩＡ Ｖ５Ｒ１６的学习是一种系统工程，软件的博大精 深需要在日常练习和工作中去掌握。
版社，２００３．２． 【９】ｊ。贵欣．ＣＡＴＩＡ Ｖ５ Ｉ：业造型设计实例教程『Ｍ１．北京：清华
大学出版社，２００６．２． ｆ１０１谢龙汉，单岩，周超明．ＣＡＴＩＡ零件设计［ｍ１．北京：清华
大学出版社，２００６．Ｉ． 修改稿日期：２０１０－１１—１１
国家客车质量监督植验巾心出口认证主要梅测鹾力介绍
国家客车质量监督检验中心现有 的检测能力及授权能够进行轿车、客 车、货车、挂车及专用车的整车及零 部件产品ｍ口认证检测。已开展的汽 车产品出口认汪检测业务丰要包括： 欧洲／欧盟Ｅ／ｅ—ｍａｒｋ，美国ＤＯＴ，俄罗 斯ＧＯＳＴ，海湾ＧＣＣ、伊朗Ｅｃ、澳大 利哑ＡＤＲ、南非ＳＡＢＳ、尼日利亚 ＳＯＮＣＡＰ、加拿大Ｃ—ＤＯＴ等。
客车技术与研究
ＢＵＳ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
ＣＡＴＩＡ Ｖ５Ｒ１６软件在车桥三维设计及校核中的应用
吴利锋，李晓耀
（郑州宁通集团有限公司，郑州４５００１６）
摘要：车桥是汽车的重要总成。 本文介绍利用ＣＡＴＩＡ软件对车桥零部件及总成进行三维设计、装配设
计分析、有限元分析等。
关键词：汽车；车桥；三维设计。 ＣＡＴＩＡ校核
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
ｄｅｓｉｇｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ＦＥＭ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｘｌｅ ｐａｒｔ ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ３Ｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＣＡＴＩＡ．