以CATIA软件为设计平台的车身曲面造型技术应用
CATIA.V5自由曲面设计
第四章 自由风格曲面设计CATIA V5基于修改曲面的特征网格，因此，采用这种方法所构建的曲面具有很高的曲面光顺度和质量，非常适合于诸如汽车外形A 级表面的造型设计等。
该功能模块不仅提供了强有力的曲面生成与修改方法，而且还为曲面之间的匹配、拟合以及外形整体变形等高级编辑修改功能提供了丰富的工具。
CATIA V5的自由风格外形设计由自由风格造型器（FreeStyle Shaper ）、自由风格优化器（FreeStyle Optimizer ）和基于曲线的自由风格造型器（FreeStyle Profile ）组成。
自由风格造型器为生成与修改曲面提供了丰富的手段。
自由风格优化器为曲面的超级拟合和外形整体变形等高级修改功能提供了强有力的建模手段。
4.1 相关的图标菜单CATIA V5的自由风格曲面设计由以下几组图标菜单组组成：曲线生成图标菜单组（Curve Creation ）、曲面生成图标菜单组（Surface Creation ）、外形编辑图标菜单组（Shape Modification ）、几何操作图标菜单组（Operations ）、外形分析图标菜单组（Shape Analysis ）和相关工具图标菜单组（Tools ）。
4.1.1 曲线生成图标菜单组（Curve Creation ）在曲线生成图标菜单组中为用户提供了以下生成三维曲线的工具，用这些工具生成的曲线，既可以用来编辑曲面（如切割曲面等），也可以用来直接生成曲面（如风格扫描曲面等）。
3D Curve 创建三维曲线Curve on Surface 创建位于曲面上的曲线Project Curve 创建投影曲线FreeStyle Blend Curve 创建风格桥接曲线Styling Corner 创建风格拐角Match Curve 创建匹配曲线4.1.2 曲面生成图标菜单组（Surface Creation ）自由风格外形设计模块为用户提供了丰富的生成曲面工具，用这些工具不仅可以方便、快捷地生成简单的平面片、拉伸面、回转面等基本曲面，还可以生成风格扫描面、网格面等复杂曲面。
以CATIA软件为设计平台的车身曲面造型技术应用
2． 曲面造型设计流程：
物理模型
数字化点云
CAD 模型
在一个物理模型没有设计图纸的情况下，利用 数字式测量仪器，进而获得模型的 3D 点数据，再 传送至 CAD 系统进行加工处理，这就是通常人们 所说的逆向工程。采用逆向工程不是简单的仿型， 它可以在逼近原件的基础上，达到较高的质量水 平，无论是表面光顺性还是棱角的直线度以及零 件之间的搭配关系都是以往的技术所达不到的。 通过对物理模型的扫描，在计算机中复现出其三 维数学模型。产品数字化是 CAD 逆向工程的关键 技术之一。随着控制技术、传感技术、图像处理
图五 通过关键特征，转换坐标系等方法，将点云 正确放置到车身坐标系中，是整个逆向过程中 非常重要的步骤。如若此项工作没有做好，而
95
图七
图八
图九 。
图十
4. 小结 将 CATIA 软件的曲面造型技术应用于汽车车 身的改型设计，能使设计过程简化、快捷、精确， 极大的缩短了新产品的开发周期。图十一 是跃进 汽车集团公司技术中心产品设计所为南京轻型汽 车股份有限公司用 CATIA 软件全新开发的某一轻 型货车车身。
和计算机视觉等相关技术的发展，出现了各种各 样的样件表面几何数据的数字化获取方法。我们 选用的是德国 Steinbichler 公司的 COMET T-Scan 激光测量仪。用其采集油泥模型外表面的数据， 生成三维点云数据。（图一）
图一 提取点云数据是逆向工程的一个重要环 节，其提取点云数据的精度和噪声直接影响 后续的曲面重构。CATIA 软件的数字曲面编 辑器模块(Digital Shape Editor) 具有对点云进 行后处理，如过滤点云处理、优化点云、三 角化点云等功能，能以不失真的前提将庞大 的点群过滤，利用处理后的点群进行铺面使 其容易观察。图二为三角化后的某点云效果。 根据三角化后的点云，运用 CATIA 软件的自 由造型模块（Free Style）,进行物体表面的重 构。
CATIA曲面造型在汽车设计中的应用
３ 曲面造型设计流程
３ ． １ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ 曲面造型设计流程框 图
Ｓ ＡＥ－ Ｃ２ ０ ０ ３ Ｍ Ｉ ２ ２
中国汽车工程学会 ２ ０ ０ ３ 学术年会
零部件蜻构 、 功能分析
和 曲 面分 娜
机表示 、 分析和综 合。曲面造型主要研究 曲线 曲面 的表示 方法和分 析综合。广泛应用在航空、航天 、船舶、
汽车、轻工业等行业中。 它的主 要数学理论基础即为计算几何 （ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｇ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｒ ｙ ） ， 由函 数逼近论， 微分几何、 代数几何、 计算数学、 计算机图形学等形成的。 与Ｕ Ｇ ， Ｉ － Ｄ Ｅ Ａ Ｓ ， Ｅ Ｕ Ｃ Ｌ Ｉ Ｄ ， Ｐ Ｒ Ｏ ／ Ｅ Ｎ Ｇ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ 等现在流行软件相比， 该软件在曲面造型方面具有其独到的数学准确性的特点。
的交点不应多 于２ 个。 对这类封闭 型扇状零 件， 可选其分模面与断面的交点来生成约束线。 对生成的各种
约束 曲线进行分析确定后 ， 生成建立 曲面 的各个 生成 曲线， 通过对这些 曲线进行 包括 曲率、 切矢 等项 调整、 更改达到满意后 ，可用这些 生成 曲线构建成高级曲面。曲面 ２的“ 脊线” 和约束 曲线如 图 ４ 所 示。
点，结合汽车几何造型设计 的实例探讨 Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ 曲面造型设计 的功能 、要 点
关 健词： Ｃ Ａ Ｄ曲 面造型 汽车产品结构设计
前言
Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ是 目 前 一种优秀 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ／ Ｃ ＡＥ ／ Ｐ Ｄ Ｍ软件应用系统 ， 由法 国著名 飞机制造 公司Ｄａ ｓ ｓ ａ ｕ ｌ ｔ 开发。 工作站版 的该软件运行 于 Ｉ Ｂ Ｍ 的工作站上 ，驱动系统 为 ＶＭ／ Ｃ ＭＳ ，而新版既可运行于 Ｉ Ｂ Ｍ的工作站
CATIA曲面设计实例分析
CATIA曲面设计实例分析CATIA（Computer Aided Three-dimensional Interactive Application）是一种广泛应用于机械设计和CAD/CAM领域的三维建模软件。
在CATIA中，曲面设计是一项重要的功能，可以用于创建各种复杂形状的曲面。
本文将通过分析一个CATIA曲面设计的实例来探讨其应用和技巧。
一、实例背景我们以设计一款汽车车身为例来进行CATIA曲面设计的实例分析。
汽车车身在外观设计中起到重要的作用，曲面造型的设计关乎整体外观的美观与流线型。
通过CATIA曲面设计，设计师可以精确控制曲面的形状和曲率，实现高质量的外观效果。
二、曲面建模基础在进行曲面设计前，我们需要先了解曲面建模的基本概念和技术。
1. B样条曲线和曲面：B样条曲线和曲面是CATIA中常用的曲线和曲面建模方法。
B样条曲线由一系列控制点和权重函数定义，可以通过调整控制点的位置和权重来调整曲线形状。
曲面则是在二维平面上通过多个B样条曲线的组合而成。
2. 控制点和权重：控制点是曲线或曲面形状塑造的关键。
通过调整控制点的位置和权重，可以改变曲线和曲面的形状。
权重用于调整控制点对曲线或曲面形状的影响程度，不同权重值会产生不同效果。
3. 曲面属性：曲面的属性包括曲率、凸度、对称性等。
通过调整曲面的属性，可以实现不同的外观效果和设计要求。
三、CATIA曲面设计实例在CATIA中，曲面设计是一个迭代的过程，需要不断调整和优化曲面形状。
下面是一个简化的CATIA曲面设计实例：1. 创建基准曲线：首先，在XY平面上创建汽车车身的基准曲线。
通过绘制多个B样条曲线，并设置控制点和权重来实现曲线的形状。
2. 创建曲面：根据基准曲线，使用CATIA的曲面命令创建车身的曲面。
通过调整曲面的控制点和属性，不断优化曲面的形状，使之符合设计要求。
3. 确定剖面位置：根据设计要求，确定车身的不同剖面位置，如前轮拱、后轮拱、车顶等。
基于CATIA的汽车车身曲面逆向造型
（ ４ ） 对处于严酷环境下的结构物， 应采 用特殊的防腐蚀措施。比如采用耐腐蚀钢 筋， 对混凝土表面进行防护处理；混凝土 中掺加阻锈剂。
总之， 桥梁结构的耐久性与结构的使 用寿命是相互联系的， 结构的耐久性越好， 其使用寿命就越长。提高桥梁结构耐久性 措施， 一方面， 要通过仔细设计和精心施 工， 最大限度地提高混凝土本身的耐久性， 在使用中保持低渗透性， 以限制环境侵蚀 介质渗透混凝土， 从而预防或推迟钢筋锈 蚀；针对特别恶劣的环境要采取特殊的防 护措施。另一方面， 对于现有的桥梁结构， 应加强管理， 定期检查、维修和加固， 确保 桥梁安全运营。
对车身表面分块造型后， 将各部分装 配到一起， 然后先进行车身各部分曲线的 缝合， 再进行曲面的缝合。为了使曲面间 能做到二阶连续， 对一些区域要进行必要 的细化处理使之过渡自然、流畅、美观， 以 达到和谐的造型效果。最后创建的汽车造 型曲面如图 ２ 。 ４．５ 车身曲面品质评价
曲面质量对汽车的外覆盖件很重要， 表面上细微的缺陷都会在喷漆后引起光的
根据以上的曲面分块技术可以把一个复 杂汽车车身划分为几大曲面块：发动机罩、 前风窗、顶盖、后风窗、后备箱盖、左侧 玻璃窗、右侧玻璃窗、左侧边板、右侧边 板、和尾板。
科技资讯 ２００７ ＮＯ．３１
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
４．３ 车身各独立曲面造型 曲面是在曲线的基础上生成的， 首先
42分解曲面分解曲面是依据现有参数化曲面理论和应用软件曲面造型方法结合产品的外形情况把复杂的轮廓不规则的三维曲面构成的汽车车身划分为多个比较简单容易处理的曲面块保证曲面质量要求进行拼接和缝合或用过渡面连结最终完成汽车车身设计实现车身的整体造型
CATIA软件曲面建模方法
CATIA软件曲面建模方法CATIA是一种广泛应用于工程设计领域的软件，它具备强大的曲面建模功能，能够帮助用户在设计过程中轻松创建各种复杂的曲面形状。
本文将介绍CATIA软件中常用的曲面建模方法，帮助读者更好地了解和应用这一工具。
一、概述曲面建模是指根据给定的点、线或曲线来创建平滑曲面的过程。
CATIA软件提供了多种方法和工具来实现曲面建模，涵盖了从简单曲面到复杂曲面的创建和编辑。
二、基本曲面建模方法1. 简单曲面：在CATIA软件中，我们可以使用基本的形状生成命令来创建简单的曲面，例如：平面、球体、圆柱和锥体等。
这些形状可以通过参数化调整来满足设计需求。
2. 曲线生成曲面：CATIA软件中的曲线工具可以帮助用户创建各种曲线，例如：直线、圆弧、样条曲线等。
通过选择并连接这些曲线，可以生成平滑的曲面。
3. 曲面修剪：当曲面模型需要进行修剪时，CATIA软件提供了修剪工具，该工具可以根据指定的边界曲线来修剪曲面。
4. 曲面融合：曲面融合是将不同曲面连接成整体的过程。
CATIA软件中的融合面功能可以帮助用户在曲面之间创建平滑过渡。
5. 曲面分割：曲面分割是将曲面按照指定的几何形状进行分割的过程。
CATIA软件中的分割功能可以帮助用户按照要求的形状将曲面分割成多个部分。
三、高级曲面建模方法除了基本的曲面建模方法外，CATIA软件还提供了一些高级曲面建模工具，用于创建更复杂的曲面形状。
1. 曲线投影：CATIA软件中的曲线投影功能可以通过选择曲线及其投影方向，将曲线投影到平面或曲面上，从而生成新的曲面。
2. 曲面偏移：曲面偏移是指在给定曲面上创建一个相似但具有不同大小或位置的新曲面。
CATIA软件的曲面偏移功能可以帮助用户进行此操作。
3. 曲面增强：在CATIA软件中，我们可以使用曲面增强工具来对现有曲面进行修饰和增强，例如添加细分曲线、细节和模型边缘等。
四、应用案例以下是一些CATIA软件曲面建模方法在实际工程设计中的应用案例：1. 汽车外观设计：CATIA的曲面建模功能可以帮助汽车设计师创建车身表面的复杂曲线和曲面，从而实现独特且流线型的外观设计。
2024版年度汽车CATIA
汽车CATIA•引言•CATIA 基础功能与操作•汽车零部件设计实例分析•CATIA 在汽车造型设计中的应用•CATIA 在汽车结构分析中的应用•总结与展望目录CONTENTS01引言目的和背景目的介绍CATIA软件在汽车设计领域的应用，提高汽车设计效率和质量。
背景随着汽车工业的快速发展，汽车设计面临着越来越高的要求和挑战，CATIA软件作为一款专业的CAD设计软件，被广泛应用于汽车设计领域。
1 2 3CATIA是法国达索公司开发的一款高端CAD/CAM/CAE一体化软件，广泛应用于航空航天、汽车、造船、机械等领域。
CATIA软件具有强大的建模、装配、分析和可视化功能，支持多种数据格式和接口，易于与其他软件进行集成。
CATIA软件采用参数化和特征建模技术，能够实现快速、准确的设计，提高设计效率和质量。
CATIA软件简介CATIA 软件能够实现车身的曲面造型、结构设计、装配和可视化等功能，支持多种材料和工艺要求。
车身设计CATIA 软件能够实现汽车内外饰件的造型、结构设计、装配和可视化等功能，支持多种材料和表面处理工艺。
内外饰设计CATIA 软件能够实现汽车底盘的零部件设计、装配和运动仿真等功能，支持多种悬挂系统和转向系统设计。
底盘设计CATIA 软件能够实现汽车电气系统的布线、电气元件设计和可视化等功能，支持多种电气标准和规范。
电气系统设计汽车设计领域应用概述02CATIA基础功能与操作界面及工具栏介绍界面布局CATIA软件界面包括菜单栏、工具栏、特征树、图形区等部分，用户可以根据需要进行自定义调整。
工具栏功能工具栏提供了常用的命令按钮，如文件操作、选择、测量、草图绘制、3D建模等，方便用户快速访问。
CATIA 具有强大的2D 草图绘制功能，可以创建各种复杂的2D 图形，如直线、圆、弧、多边形等。
绘制2D 图形约束和尺寸标注草图分析工具用户可以为草图添加几何约束和尺寸标注，以确保图形的准确性和可编辑性。
CATIA软件自由曲面建模教程
CATIA软件自由曲面建模教程CATIA是一款功能强大的三维CAD软件，被广泛用于工业设计和工程领域。
在CATIA中，自由曲面建模是一项重要的技术，可以用于创建复杂的曲面形状，满足产品设计的需求。
本教程将介绍CATIA软件中自由曲面建模的基本步骤和技巧。
1. 创建曲面在CATIA中，可以通过多个不同的方法创建曲面，比如使用草图曲线、边界曲线或者倒角曲面等。
选择适当的创建方法取决于所需曲面的形状和设计要求。
2. 定义曲线在进行曲面建模之前，需要先定义曲线。
在CATIA中，可以使用多种曲线工具，如Bezier曲线和样条曲线等。
选择适当的曲线工具，根据产品设计要求创建所需的曲线。
3. 创建曲面一旦曲线定义完毕，便可以开始创建曲面。
CATIA提供了各种强大的构建曲面的工具，如填充曲面、展开曲面和拉伸曲面等。
根据所需曲面的形状和设计要求，选择适当的曲面构建工具。
4. 编辑曲面创建曲面后，可能需要对其进行编辑和调整。
在CATIA中，可以使用编辑曲面功能进行曲面的平滑、修整和修复等操作，以满足产品设计的要求。
5. 分析曲面在完成曲面建模之后，可以进行曲面的分析和评估。
CATIA提供了丰富的曲面分析工具，如曲率分析、曲面检查和拓扑优化等，以确保曲面的质量和准确性。
6. 添加细节完成曲面的建模和分析后，可以为产品添加细节和特征。
CATIA提供了各种细节建模工具，如孔洞、倒角和放样等，以增强产品的功能和美观性。
7. 导出模型完成曲面建模和细节添加后，可以将模型导出为不同的文件格式，以便在其他软件中进行进一步的处理和使用。
CATIA支持多种主流的文件格式，如STEP、IGES和STL等。
总结：CATIA软件提供了强大的自由曲面建模功能，可以满足复杂产品设计的需求。
本教程介绍了CATIA中自由曲面建模的基本步骤和技巧，包括曲线定义、曲面创建、曲面编辑、曲面分析、细节添加和模型导出等内容。
通过学习和掌握这些技巧，可以有效地运用CATIA软件进行自由曲面建模，并设计出高质量的产品。
CATIA软件在汽车设计中的应用
CATIA软件在汽车设计中的应用随着汽车工业的不断发展，设计师们需要运用现代化软件来帮助他们更好地进行汽车设计。
CATIA软件作为一款具有广泛应用的三维设计软件，已经成为许多汽车设计师的首选。
本文将探讨CATIA软件在汽车设计中的应用，从设计过程的各个方面来介绍其重要性和影响。
一、概述CATIA软件是一种CAD/CAM/CAE解决方案，它提供了世界上最广泛的应用工具集。
它的综合性使得它能够涵盖汽车设计的方方面面，从最初的概念阶段到最终的产品制造。
CATIA软件提供了先进的建模和仿真功能，使设计师能够以更高的效率和准确性进行汽车设计。
二、外观设计在汽车设计中，外观是至关重要的。
CATIA软件提供了强大的建模和渲染功能，使设计师能够轻松地创建精确的汽车外观模型。
无论是车身曲线，还是前脸造型，都可以通过CATIA软件进行准确建模，并实时可视化。
这使得设计师能够在设计过程中进行快速迭代，从而达到更好的外观效果。
三、结构设计除了外观设计，汽车的结构设计也是至关重要的。
CATIA软件提供了先进的结构分析工具，使设计师能够对汽车的零部件进行强度、刚度和耐久性等分析。
通过这些分析，设计师可以找出潜在的问题并进行改进。
CATIA软件还能够帮助设计师优化零部件的重量和材料使用，从而提高汽车的性能和燃油效率。
四、可视化与动画CATIA软件还具备出色的可视化和动画功能，使设计师能够将设计呈现得更加生动和逼真。
通过使用CATIA软件，设计师可以创建高质量的汽车渲染图和动画，以展示他们的设计概念。
这不仅有助于设计团队之间的沟通和理解，还能够吸引潜在车主的注意，并提高汽车品牌形象。
五、协同设计在现代汽车设计中，协同设计是非常重要的一环。
CATIA软件提供了卓越的协同设计工具，使设计团队能够在同一平台上进行实时合作。
设计师们可以同时访问和编辑汽车模型，共享设计变更并及时反馈。
这种高效的协同设计过程可以大大加快汽车设计的进度，减少错误和重复设计的风险。
CATIA参数化-曲面与实体的综合应用篇-技巧极致续
Solid part实体参数化介绍1,实体参数化是基于曲面参数化的基础上关于实体(part)模块的参数化建模技巧和规范.2, 实体参数化适用于塑料件建模，内外饰用的偏多. 但是实体离不开曲面，所以不要局限于曲面是适合钣金(如车身Body)，实体只适合塑料件(如内外饰Trim).注: 参数化的好处是在于规范化，可持续性，缩短开发周期…, 所以无论是塑料件还是钣金件，每个局部的建模应该考虑最好的建模方式, 可以是曲面，也可以是实体，还可以是先曲面最后再结合实体(不等同于混合建模，不推荐混合建模，混合建模条例不清晰，逻辑容易混乱).3, 参数化的应用:每个公司都有自己的标准，但是参数化与不同的标准并不冲突，而是灵活适用各种标准，帮助工程师快熟，规范创建和管理数据.4，参数化的宗旨: 结构清晰化，更新快捷化，可复制方便化。
无论是使用曲面，还是使用实体，根据个人习惯选取最方便，快捷，数据量小，更新方便准确的建模方法完成零件特征，注意：复杂的零件特征要局部模块化。
Command 命令使用规则推荐使用的布尔运算命令组合运算，与加运算类似。
当组合时，其功能相当于减加运算，两个Body 相加时尽可能用不建议使用的实体命令不建议使用不建议使用的实体命令大面积填充时，尽可能不用，生成的面质量较差，可以用或不建议使用的实体命令不建议使用混合设计⏹定位信息⏹测量信息⏹焊接信息⏹涂胶信息⏹标注信息⏹其他信息⏹制造信息⏹外部引用⏹造型面输入⏹白车身输入⏹门盖输入⏹内饰输入⏹外饰输入⏹电器输入⏹其他输入⏹参考⏹拔模方向⏹料厚方向⏹分模线⏹参考元素⏹最终实体⏹模板⏹子模板注：所有外部输入最好是无参的结果.注：模板和子模版可以直接复制使用.注：拔模方向线或料厚方向线要注明名称.*⏹零件定义：由封闭基面与子结构⏹基本面⏹封闭腔体，用于生成主实体，封闭腔体由A,B,C面形成⏹A面工作几何集⏹B面工作几何集⏹C面工作几何集⏹A,B,C面修剪⏹形成封闭腔体⏹子结构及关键特征工作几何集⏹临时/无用的几何集⏹修改内容，可放在标准信息里⏹更多几何图形集设计零件实体时，其思路如下：⏹完成A面缝合工作⏹完成B面（由A面偏置）及必要的延长⏹完成C面，具体根据周边条件⏹A,B,C面修剪，形成封闭腔体，生成主实体⏹其他关键特征（拔模，倒角）⏹布尔运算⏹拔模，倒角基础实体命令使用Catia实体模块基础命令不熟练的同学，可以详细浏览.Catia曲面模块参数化不熟练的同学，可以详细浏览(或者观看我之前的曲面参数化视频).定位销的曲面画法:1，一个定位销的两个重要参考元素：拔模方向和坐落的底部曲面。
CATIA曲面造型技术在汽车产品设计中的应用
CATIA曲面造型技术在汽车产品设计中的应用作者：廖鹏来源：《科学大众·教师版》2016年第02期摘要：本文简要介绍CATIA曲面造型技术的主要功能以及汽车产品设计的特点，结合排气歧管设计实例探讨了CATIA曲面造型设计的方法和要点。
关键词：CAD；曲面造型；汽车设计中图分类号：TH391172？文献标识码：B 文章编号：1006-3315（2016）02-185-0011.CATIA是由法国Dassault公司开发的大型CAD CAM应用软件，后被美国的IBM公司收购。
该软件运行于IBM的工作站上，驱动系统为VM CMS。
与UG、EUCLID相比，该软件在曲面造型方面具有独特的优势，因而广泛应用于航天、汽车等行业的复杂曲面造型设计中。
汽车产品设计中很大部分零部件是由一系列复杂的空间曲面构成的，这些曲面是由不同曲率的空间曲面相互连接而成，这种连接既要满足零件功能、结构的要求，又要光滑过渡，达到平顺、和谐的效果。
CATIA软件的曲面造型技术为这类零部件的设计提供了先进、方便、快捷的手段，使汽车的设计更趋完美，设计周期越来越短，极大地提高了汽车开发效率。
CATIA曲面造型原理与方法211曲面造型原理样条曲面任意空间曲面可以看作是无数点的集合。
在V方向任意截面上选择M+1个点为特征顶点，用最小二乘积逼近方法可生成一条曲线，该曲线即为B样条曲线。
同样，在V方向的不同截面上可生成一组（N+1）条B样条曲线。
用同样的方法在U方向的不同截面也生成一组（M+1）条B样条曲线。
两组B样条曲线的直积可求得B样条曲面。
该曲面即为我们要描述的任意复杂空间曲面。
其数学表达式为：P（U，V）=2ni=02mj=0PijN ik （u）N j1 （V）[1]B样条曲线特征顶点越多、样条曲线数量越多，B样条曲面与实际曲面越接近，但同时计算量也越大[2]。
CATIA曲面造型的原理就是基于上述曲面数学模型来描述任意空间曲面。
catia在汽车车身设计方面的应用
catia在汽车车身设计方面的应用摘要：目前，中国汽车工业发生了翻天覆地的变化。
尤其是汽车车身的设计好坏直接影响到汽车产品的质量和销售状况。
车身的更新速度较快，因此车身设计对新车的开发具有十分重要的作用。
目前，计算机辅助技术已渗透到汽车生存周期的各个阶段，尤其是CAD技术已成为汽车造型设计的常规手段。
文中以网上某轿车数据为设计为对象，运用catia三维造型软件进行轿车车身造型，着重研究曲线构造、曲面构造、曲面过渡连接以及轿车车身曲面的分块、内饰设计和整车的虚拟装配造型等进行研究。
关键词：车身设计、曲面构造、内饰设计、catiaV5R18catia design in automotive body applications Abstract：At present, China's auto industry has undergone enormous changes. In particular, the design of the car body to the car a direct impact on product quality and sales. Body of the update speed, so the body design of the new car's development has a very important role. Currently, computer-aided technology has penetrated into the car life cycle stages, in particular, CAD technology has become a routine means of automobile design. In this paper, online data for the design of a car as an object, use catia 3D modeling software for car styling, focused on the curve structure, surface structure, surface blending car body connection and block surfaces, interior design and virtual assembly model vehicle were studied.Key words:Body design;surface construction,;interior design,;catiaV5R180引言我国的汽车工业从无到有、由小到大、从引进到自主创新，已获得很大发展，并已成为我国重要的支柱性产业。
基于CATIA的轿车前翼子板曲面造型与质量分析
汽车技术
·材料·工艺·设备·
基于 Vis VS A 技术的汽车装配公差分析
刘壮
（华晨汽车工程研究院）
【摘要】VisVSA是一种以 服 从 正 态 分 布 的 蒙 特 卡 罗 法 为 计 算 核 心 ，可 以 为 机 械 系 统 装 配 提 供 高 信 度 计 算 依 据 的公差分析软件。 本文利用 VisVSA 技术对整车不同类型的集成分静态和动态两方面论述。 在可能影响到装配性能 的因素中，通过对比分析方式，重点论述了装配顺序对车门缝隙和面差的影响及装配公差在设计载荷下对底盘系统 转向角度的影响。
R440
R400 轮罩边缘面
图 5 曲面填充后的轮罩边缘面
—— 55 ——
·材料·工艺·设备· 4.4 裁剪曲面片
为使前翼子板与前大灯、 发动机罩及驾驶员侧 门具有准确的装配关系，首先利用“Free Style”模块 的画线功能， 分别画出前翼子板与前大灯、 发动机 罩、前风挡玻璃和前车门的曲线交线，然后进入“线 框和曲面设计”工作台，以曲面上多条曲线为边线， 采用曲面分割功能对多截面曲面进行分割。 建模后 的轿车前翼子板模型如图 6 所示。
u-ui ui+k-1 -ui
Nk-1,i
+
ui+k -u ui+k -ui+1
Nk-1,i+1 （u）
（3）
式中，ui 为节点值。
如果节点值 ui 为等间距， 则对应均匀 B-Spline
曲线，否则为非均匀 B-Spline 曲线。
B-Spline 曲面克服了 Bézier 方法生成的曲面片
CATIA曲面建模技巧
CATIA曲面建模技巧CATIA是一款在工程设计领域广泛使用的三维建模软件，曲面建模是其其中一个重要的功能。
掌握CATIA的曲面建模技巧可以帮助工程师更好地进行产品设计和模拟。
本文将为您介绍CATIA曲面建模的一些关键技巧和应用案例。
一、曲面建模基础1. 曲面建模概述曲面建模是一种基于曲面实体的建模方式，通过定义控制顶点、连线和边界条件，生成复杂的曲面形状。
曲面建模在汽车、航空航天、船舶等工业设计领域得到广泛应用。
2. 曲面建模工具CATIA提供了丰富的曲面建模工具，如互补曲面、过渡曲面、分离曲面等。
通过这些工具，用户可以快速而准确地创建复杂曲面形状。
3. 控制顶点的使用在CATIA中，用户可以通过控制顶点来调整曲面的形状。
控制顶点的位置决定了曲面的几何形状和光顺度。
合理地调整和控制控制顶点可以使曲面达到预期的效果。
二、曲面建模技巧1. 弧线的运用在进行曲面建模时，合理利用弧线是非常重要的。
通过合理运用弧线可以使曲面更加光滑，并且减少曲面之间的断裂和不连续性。
2. 曲面连接技巧曲面的连接是曲面建模的核心问题之一。
在CATIA中，可以通过使用过渡曲面和增量曲面等工具来实现曲面的连接。
合理地使用这些工具能够帮助用户创建出更加光滑和连续的曲面。
3. 拓扑优化曲面建模中的拓扑优化对于提高模型的效率和质量非常重要。
通过合理地选择面片和控制顶点的布局，可以减少曲面建模的复杂度，提高计算效率。
4. 曲面修补技巧在进行曲面建模时，经常会遇到由于控制顶点布局不合理或者曲面生成算法的限制导致的曲面缺陷，如洞孔、大角度弯曲等。
这时，用户可以通过曲面修补工具将缺陷部分进行修补，使曲面恢复完整。
三、CATIA曲面建模应用案例1. 汽车车身外形设计CATIA曲面建模在汽车设计中得到了广泛应用。
通过使用CATIA的曲面建模工具，工程师可以对汽车车身进行快速而准确的外形设计，满足美观性和空气动力学性能等要求。
2. 飞机机翼设计曲面建模在飞机机翼设计中起到了关键作用。
catia创成式曲面设计实例
Catia创成式曲面设计实例1. 概述Catia是一款广泛应用于制造业的三维设计软件，其中的曲面设计功能十分强大。
曲面设计在产品设计中占据着重要地位，能够满足复杂曲面形状的设计需求。
本文将以Catia软件为工具，结合实际案例，介绍创成式曲面设计的基本原理和具体实例。
2. 曲面设计的基本原理曲面设计是对物体表面形状的设计和加工。
创成式曲面设计是指通过定义曲线和曲面边界条件，来生成复杂曲面的过程。
在Catia软件中，创成式曲面设计主要包括以下几个步骤：2.1 曲线设计在进行曲面设计之前，需要先设计出满足要求的曲线。
在Catia中，可以通过曲线工具绘制各种类型的曲线，如直线、圆弧、样条曲线等。
这些曲线将成为后续曲面设计的基础。
2.2 曲面创建在获得了满意的曲线后，可以利用Catia中的曲面创建工具来生成曲面。
通过定义曲线的边界条件，可以创建出各种形状的曲面，如圆柱、球面、双曲面等。
2.3 曲面编辑生成曲面后，可能需要对曲面进行进一步编辑和调整，以满足设计要求。
Catia提供了丰富的曲面编辑工具，可以对曲面进行平移、旋转、拉伸等操作，使得曲面的形状更加精确。
2.4 曲面连接在实际的产品设计中，往往需要将多个曲面进行连接，形成完整的产品外形。
Catia提供了丰富的曲面连接工具，可以实现曲面之间的无缝连接，使得整体外形更加流畅。
3. 创成式曲面设计实例下面将通过一个实际的案例，介绍Catia中创成式曲面设计的具体应用。
3.1 案例背景某汽车设计公司需要设计一款新型轿车的车身外形。
车身外形由多个复杂曲面组成，需要使用创成式曲面设计来实现。
3.2 曲线设计设计师利用Catia中的曲线工具，绘制出轿车的侧面、前面和后面的轮廓曲线。
这些曲线将成为后续曲面设计的基础。
3.3 曲面创建利用绘制的曲线，设计师使用Catia中的曲面创建工具，生成了轿车的车身曲面。
在创建过程中，需要根据曲线的边界条件和设计要求，定义曲面的形状和参数。
CATIA在汽车外形建模中的应用
曲面的状况， 分析检查是贯穿整个建模过程的， 是保证数模质量 的重要手段。
"# ! 车身外形图体系的形成
利用 /0120 软件的自由风格草图跟踪模块， 在确定车身坐 （长、 标原点后， 根据产品样本上的汽车跨距、 整车 宽、 高） 尺寸 在 34 视窗中引入实际车身大小外形草图图像，作为构建车身 三维几何模型的基础。
* 方案确定及设计流程
*+ * 造型软件简介
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5555555555555555555555555555555555555555555556 【摘要】 介绍利用计算机辅助造型技术， 从汽车产品说明书上的车身外形图片资料入手， 提出了一 55555555555555555556
, 徐万红 *， ， 马世骁 * ， 张国忠 * ， 马瑾 ,
: * 东北大学， 沈阳 **AAAB，, 沈阳工业大学， 沈阳 **AA,B D !"# $%%&’($)’*+ *, -.!/. *+ $0)* 102,$(# 3*4#&’+5 !" #$% & ’(%)*+ , - ./ 0’1 & 21$(* - 34/56 67( & 8’(%)* - ./ 91%, : * 5(;<’=$>< "%1?=;>1<@- 0’=%@$%) **AAAB- C’1%$ D : , 0’=%@$%) "%1?=;>1<@ (E F=G’%(H()@- 0’=%@$%) !
基于CATIA大客车车身曲面设计
基于CATIA的大客车车身曲面设计传统的大客车车身设计过程是首先绘制造型设计方案效果图,制作油泥模型评价、修改、确定设计方案,然后采集表面数据,创建曲面数字模型。
该方法设计周期长、成本高、效率低,逐渐被计算机辅助设计方法所取代。
大客车车身曲面属于自由曲面,随着客车车身设计圆基调风格的流行,表面复杂程度有所提高,但仍然是特征相对鲜明的简单曲面,这为使用特征轮廓线构建大客车车身曲面奠定了基础。
鉴于上述两种情况,本文提出一种基于CATIA环境的大客车车身曲面设计方法。
前期由造型师进行方案设计,创建完成胶带图,然后以胶带图信息为设计输入,在CATIA 软件环境下直接进行客车车身曲面设计建模。
1 导入胶带图造型师确定创意方案之后,使用黑胶带在主图板上按照比例关系绘制汽车轮廓三视图(称为胶带图) ,为制作油泥模型提供尺寸控制和外形参考。
然后使用数码相机拍摄或扫描胶带图生成胶带图文件,作为输入信息。
大客车车身造型特征相对简单,可使用两个视图表达(图1) 。
胶带图包含三方面信息: (1) 车身建模所需的总布置信息,包括整车的长宽高、轮距、轴距、前悬、后悬等; (2) 曲面造型基本元素曲线,包括车身廓线、窗线、门线、车灯廓线等; (3) 通过基本的人机工程校核。
图1 大客车车身胶带图(正视图、侧视图)导入胶带图文件到CATIA 软件环境,作为绘制轮廓线的外部参考。
使用sketch tracer工具,分两步进行: (1) 按照胶带图的视图投影方向,选择相应的平面视图; (2) 视图导入后,视图间的比例关系并不协调,按照车辆总布置的长、宽、高实际尺寸修改视图比例,使得视图间比例一致(图2) 。
图2 导入CATIA 环境的胶带图2 绘制轮廓线应用sketch 工具,在正视图、侧视图内分别绘制出大客车车身轮廓线,使其逼近胶带图中基本造型特征曲线,作为车身曲面建模外部参考信息。
绘制过程中,可遵循以下原则: (1) 圆弧逼近原则,即尽可能利用多段相切的圆弧逼近普通不规则曲线; (2)尺寸圆整原则,即在不影响造型风格和总布置尺寸的前提下,尽量圆整特征尺寸为整数值; (3) 视图关联原则,正视图轮廓线的纵向尺寸标注,要参照侧视图中标注值,防止两视图尺寸不关联,造成最终曲面无法实现无缝连接。
CATIA曲面造型在汽车设计中的应用
２设 计 过 程 中 应 注 意到 的 几 点 问题 ．
首先 因为曲线是曲面生成 的基础 ，那 么曲线质量 的好坏就 会 直接影响着曲面片的质量 ， 而且在实 际的操作过程 中， 曲面片 的修 改和调整是 比较复杂和繁琐 的， 比较而言 ， 相 曲线 的修改要 简单得多。因此 ， 的构造 出质量较高的曲线是非常重要的。 耐心 本文结合具体示例 ， 介绍 了 Ｃ ＴＡ软件 的曲面造 型功能模 ＡＩ ２ＣＡ Ｉ 主要 曲 面造 型 方 法 ． ＴＡ 作用和功能。 因此我们可 以看 出曲面造型功能模块在 Ｃ ＴＡ曲面造型技术主要有规则曲面造型和复杂曲面造型两 块 的组成 、 ＡＩ ＡＩ 正因为 Ｃ ＴＡ所具有 的 ＡＩ 种，以不同的数学算法为依据， 充分考虑各种可能的情况和边界条 Ｃ ＴＡ软件 中的重要地位与巨大作用 。 使我们在产品设计 中外形更完美 ， 在 件， 建立了强大的高级曲面和曲 线的造型功能 块。 复杂曲面的造型 强大 的曲面设计造型功能 ， 是以不同曲 、 线 曲面及各种边界为约束条件 ， 由—组曲线按一定的规 设计过程中对结构 的了解更清晰 ，对结构发展 的进一步探索起 到 了积极的作用。 Ａ Ｉ Ｃ ＴＡ的应用 ， 使我们在汽车产品零件 复杂 曲 德运动和变化产生的。曲面的质量即曲面 面造型设计 中对使这项工作更加容易实现和方便操作 ，使设计 顺性 ， 因此构造高质量的曲面， 必须先构造高质量的曲 。 线 过程简化 、 快捷 、 ， 精确 缩短 了开发周期。
Ｐｐｌ ｃｅｃ ｏｕａ Ｓｉ ｅ ｒ ｎ
科 学 大 众 ・ 学 教 育 科
２１年 第 ９ ００ 期
Ｃ Ｔ Ａ曲面造型在汽车设计中的应用 Ａ Ｉ
邸 浩 （ 保定长城 汽车股份有限公司。 河北省 ０１０ ） ７００
CATIA曲面设计实例
CATIA曲面设计实例CATIA（Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application）是一款功能强大的三维建模软件，广泛应用于航空航天、汽车、工业设计等领域。
本文将介绍一些CATIA曲面设计的实例，帮助读者更好地理解和应用CATIA软件。
一、简介CATIA曲面设计是基于NURBS曲面理论，通过控制曲线和面的形状进行曲面建模。
NURBS曲线是一种数学公式，具有灵活性和精确性，非常适合用于创建复杂的曲面。
二、实例1：汽车车身设计在汽车设计领域，曲面设计是至关重要的环节。
CATIA可以帮助设计师通过曲面构建模块来创建车身曲面。
首先，设计师可以使用曲线工具创建车身的主要曲线轮廓，如车顶线和车身侧面线。
然后，通过曲面工具将这些曲线连接起来，形成完整的车身曲面。
设计师可以根据需要调整曲面的形状和光滑度，以满足美学和工程要求。
三、实例2：飞机机身设计在航空航天领域，CATIA的曲面设计功能也发挥着重要作用。
例如在飞机机身设计中，设计师可以利用CATIA的曲面工具创建机身曲面，并特别关注飞机的气动外形和结构强度。
设计师可以通过控制曲面的形状和光滑度来优化机身外形，以减少阻力和提高飞行性能。
此外，CATIA还可以帮助设计师进行机身的结构分析和飞行模拟，以确保飞机的安全和性能。
四、实例3：产品外观设计CATIA还广泛应用于产品外观设计领域。
无论是汽车、手机还是家电产品，外观设计是吸引消费者的重要因素。
通过CATIA的曲面设计工具，设计师可以快速创建产品的流线型曲面，并进行实时渲染和观察。
设计师可以根据市场需求和用户偏好，灵活调整产品的曲面形状和色彩，实现最佳的外观效果。
五、总结CATIA曲面设计是一项重要的工程技术，广泛应用于各个行业。
在汽车、航空航天和产品设计领域，CATIA的曲面设计工具为设计师提供了强大的功能和灵活性，帮助他们创造出优秀的产品和解决方案。
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和计算机视觉等相关技术的发展，出现了各种各 样的样件表面几何数据的数字化获取方法。我们 选用的是德国 Steinbichler 公司的 COMET T-Scan 激光测量仪。用其采集油泥模型外表面的数据， 生成三维点云数据。（图一）
图一 提取点云数据是逆向工程的一个重要环 节，其提取点云数据的精度和噪声直接影响 后续的曲面重构。CATIA 软件的数字曲面编 辑器模块(Digital Shape Editor) 具有对点云进 行后处理，如过滤点云处理、优化点云、三 角化点云等功能，能以不失真的前提将庞大 的点群过滤，利用处理后的点群进行铺面使 其容易观察。图二为三角化后的某点云效果。 根据三角化后的点云，运用 CATIA 软件的自 由造型模块（Free Style）,进行物体表面的重 构。
图三
图四
由于前围点云的采集是在非车身坐标系中 进行的，因此重构前围曲面的首要工作就是根 据边界条件来放置点云。图五是以车身为坐标 系创建生成的车身骨架数模。
图六 前围装置的重构设计，包括了前围装饰、前 围中板、面罩及格栅、左右侧护板、左右前大灯、 小灯等。由外观可看出大体上可将这些件分为三 部分进行考虑。即前围装饰板部分；前围中板、 面罩、侧护板部分；格栅、大灯、小灯部分。将 构成零件的整体曲面分解为基本曲面和特征曲 面，有利于前围表面的曲面重构。CATIA 软件的 FreeStyle 模块为曲面重构提供了强大的曲面生成 和曲面检查功能。图七、八、九是前围装置曲面 重构时的相关操作步骤。图十是已完成的前围装 置。
图二
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3． 前围造型实例 图三、图四为某车型改型后由前围模型采集 所得点云及渲染效果。
草率的进入下一流程，即使最终完成曲面重构， 也很有可能导致所做的一切都为无用功。只有 将点云坐标准确的放置在车身坐标系中，才能 运用边界条件进行曲面重构的设计以保证零件 之间不干涉。 这一过程是在 CATIA 软件的装 配设计模块（Assembly Design）中进行的。图 六为前围点云与车身骨架数模准确对齐后的情 况。
2． 曲面造型设计流程：
物理模型
数字化点云
CAD 模型
在一个物理模型没有设计图纸的情况下，利用 数字式测量仪器，进而获得模型的 3D 点数据，再 传送至 CAD 系统进行加工处理，这就是通常人们 所说的逆向工程。采用逆向工程不是简单的仿型， 它可以在逼近原件的基础上，达到较高的质量水 平，无论是表面光顺性还是棱角的直线度以及零 件之间的搭配关系都是以往的技术所达不到的。 通过对物理模型的扫描，在计算机中复现出其三 维数学模型。产品数字化是 CAD 逆向工程的关键 技术之一。随着控制技术、传感技术、图像处理
图十一
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以实物模型为设计依据的逆向工程技术，作 为三维设计制造系统的一个有机补充部分，在汽 车改型设计，特别是车身覆盖件的改型设计中， 起着重要的作用。车身覆盖件通常是由一系列复 杂的空间曲面构成，这些曲面又由不同曲率的空 间曲面通过相互光滑过渡、连接而成，这种连接 既要满足零件功能、结构的要求，又要达到平顺、 美观、和谐的效果。CATIA 软件的曲面造型技术， 包括逆向设计工程技术，为汽车覆盖件的设计提 供了先进而快捷的手段，使汽车表面与结构的设 计更趋完美，设计周期越来越短，开发效率越来 越高。
图五 通过关键特征，转换坐标系等方法，将点云 正确放置到车身坐标系中，是整个逆向过程中 非常重要的步骤。如若此项工作没有做好，而
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图七
图八
图九 。
图十
4. 小结 将 CATIA 软件的曲面造型技术应用于汽车车 身的改型设计，能使设计过程简化、快捷、精确， 极大的缩短了新产品的开发周期。图十一 是跃进 汽车集团公司技术中心产品设计所为南京轻型汽 车股份有限公司用 CATIA 软件全新开发的某一轻 型货车车身。
以 CATIA 软件为设计平台的车身曲面造型技术应用
南京跃进汽车集团公司技术中心产］：本文介绍了 CATIA 软件曲面造型技术的主要功能及其在车身产品逆向设计中的应用，结合车身 前围设计实例探讨了 CATIA 曲面造型设计的方法和要点。
关键词：造型 1． 前言
曲面重构 逆向工程