汽车a柱上下护板参数化设计(附件)
本文首先对汽车A柱护板的作用及功能进行介绍，说明了汽车A柱护板对于乘客安全及车内空间美观的重要性。通过参考标杆车及国家相关的法规，了解关于设计A柱上下护板的一系列注意事项。使用三维软件CATIA的GSD、DSE和PDG等模块参照标杆车进行汽车A柱上下护板的点云逆向；再结合外CAS面对汽车A柱护板进行参数化设计。将参数化设计的数据进行视野校核和出模校核，并绘制汽车A柱上护板的工程图，最终得到一款可以实际生产和使用的汽车A柱上下护板。关键词 A柱护板，CATIA，出模校核，点云逆向，参数化设计
目 录
1 绪论 1
1.1汽车A柱上下护板的研究背景及意义 1
1.2A柱上下护板国内外发展现状 1
2 参数化设计基础 2
2.1应用软件基础 2
2.2参数化设计方法 3
3 基于参数化的A柱护板设计 3
3.1立柱护板的分类及功能 3
3.2立柱护板的设计要求 4
3.3 A柱护板结构设计的流程5
4 验证出模可行性 16
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录A工程图22
1 绪论
1.1 汽 车 A 柱 上 下 护 板 的 研 究 背 景 及 意 义
一般乘用车有A、B、C三个立柱，每个立柱都分别有上下2块护板。立柱护板是用于包覆车身立柱钣金件的内饰件。汽车 A 柱是左前方和右前方连接车顶和前舱的连接柱，除了支撑作用，还起到门框的作用。A柱上下护板板的作用就是覆盖住A柱的钣金件及一些电器线束，不仅可以美化驾驶环境，而且可以防止人体直接与电器线束碰触发生事故；并且在汽车发生事故时，乘客和驾驶员会和护板产生接触，不会直接与钣金件碰撞，起到缓冲的作用，从而保护车内乘客的人身安全[1]。
为了设计出的A柱上下护板合格并能够用于生产，不仅要保证产品本身具有工艺性和本身结构的强度之后，还要考虑是否会影响驾驶员前方视野、美观效果以及与周边零件的搭接。所以，A柱上下护板设计的好坏与驾驶员的舒适性与安全性有着直接的关系，关系到驾驶员驾驶安全及视野和舒适度，是衡量汽车质量的重要指标之 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
一。
1.2 A柱上下护板国内外发展现状
由于汽车A柱上下护板属于内饰注塑件，是用来配合组装汽车的配合件，因此关于A柱上下护板护板的设计思路方面我国与国外先进国家相比差距并不大。关于汽车上下护板的设计大多都是先依据前挡风玻璃形状和大小、车身的A柱钣金件的结构、汽车仪表盘（IP）的位置及汽车顶棚的大小等参数来确定设计方案的。在搭接方面，A柱的上护板上与汽车顶棚连接，起到对汽车顶棚支持作用；同时要覆盖车身A柱的钣金件，在汽车发生事故时，乘客及驾驶员不会直接的与车身钣金件直接碰撞，起到防护作用，同时能美化车内环境；最后还与汽车仪表盘（IP)起到到连接作用。A柱的下护板与翼子板搭接起到防侧碰的作用，对于汽车安全性能有一定提高；在上与汽车仪表盘（IP)搭接，在下与门槛搭接，使得汽车门槛到汽车仪表盘（IP)再到顶棚部分组装成一个整体。因此，汽车的A柱上下护板虽然只是配合件，但是它的作用确实不可小视的，它的设计也需很好的配合以上的组件。
在汽车A柱护板的设计的思路上国内外大相径庭，但是一个合格，优秀的护板不仅只是要求与各个组件的配合，更对它能否在驾驶员驾驶时提供更良好的驾驶视野；在发生侧碰时抵消一定的冲击力以及提供一个舒适的驾驶环境。
在设计A柱上护板时要考虑到驾驶员前方的视野问题，设计出的A柱护板不能影响驾驶员的正常驾驶。虽然从视觉美观度角度，A柱上护板设计设计的宽一点较好，但是A柱上护板过宽的话会挡住A柱视角，影响驾驶员的视野范围；A柱上护板如果设计的过窄，则不能完全覆盖住车身钣金件，发生事故时乘客与驾驶员可能直接与车身钣金件产生碰撞，导致更严重的人员伤亡。所以，在设计A柱上护板参数化设计时首先应保证A柱上护板能完整的覆盖住车身钣金件，在满足该条件后，在对其进行美观优化。在国家标准GB115622014《汽车驾驶员前方视野及测量方法》中，规定了A柱处的双目障碍角不得超过6°[2]。在当前汽车行业中，国内外大型车企及设计公司一般将A柱的双目障碍角控制在4°左右，这要求工程师在参数化建模时就对于驾驶员的障碍角依据法规进行合理设计。
除了对A柱护板配合其他件能力与视野方面的考虑，A柱护板参数化设计时对A柱护板本体、卡扣、定位销甚至加强筋的壁厚、拔模角度和方向都有很严格的规定，这关系到A柱护板出模是否成功及出模后是否合格。若参数化设计时不合理规划布尔操作处壁厚，那么在注塑件的交合与转角的位置产生偏厚的现象，使得注塑件整体厚度不一致，那么凝固的时间也会产生一定的偏差，最终的产品也会产生一定问题。为了尽量减少这些问题，通常在布尔处削薄壁厚，使得转角处与其他地方壁厚之差不超过 25%。加强筋设计时，拔模角度最好控制在 0.25°与2 °之间，在加强筋及汽车A柱护板壁的交叉位置画圈，此圆圈的直径要小于汽车塑料件公称壁厚的两倍（加强筋厚度要在1MM与1.5MM之间)。
2 参数化设计基础
2.1 设计过程中运用的软件及模块
本课题的设计、建模以及后期工程图的绘制主要在三维软件CATIA完成 ，主 要 涉及 模 块 如 下 ：
零件设计
零件设计模块，是内外饰设计时使用的主要模块，可以进行布尔操作（利用多个实体进行修剪、添加、移除得到理想的形体），也可以利用创成式模块中拉出的片体来进行实体切割。
2）创成式设计
创成式设计（GSD），是参数化设计的主要应用模块，不仅可以利用草图完 成各种的图形即曲线绘制，而且可以直接进行拉伸、扫掠、桥接、接合、光顺、投影、修剪、倒角等操作，利用创成式设计所制作的片体的精度可以达到普通三维软件曲面造型的功能，再将所得片体利用零件设计模块的加厚命令转变为实体。
目 录
1 绪论 1
1.1汽车A柱上下护板的研究背景及意义 1
1.2A柱上下护板国内外发展现状 1
2 参数化设计基础 2
2.1应用软件基础 2
2.2参数化设计方法 3
3 基于参数化的A柱护板设计 3
3.1立柱护板的分类及功能 3
3.2立柱护板的设计要求 4
3.3 A柱护板结构设计的流程5
4 验证出模可行性 16
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录A工程图22
1 绪论
1.1 汽 车 A 柱 上 下 护 板 的 研 究 背 景 及 意 义
一般乘用车有A、B、C三个立柱，每个立柱都分别有上下2块护板。立柱护板是用于包覆车身立柱钣金件的内饰件。汽车 A 柱是左前方和右前方连接车顶和前舱的连接柱，除了支撑作用，还起到门框的作用。A柱上下护板板的作用就是覆盖住A柱的钣金件及一些电器线束，不仅可以美化驾驶环境，而且可以防止人体直接与电器线束碰触发生事故；并且在汽车发生事故时，乘客和驾驶员会和护板产生接触，不会直接与钣金件碰撞，起到缓冲的作用，从而保护车内乘客的人身安全[1]。
为了设计出的A柱上下护板合格并能够用于生产，不仅要保证产品本身具有工艺性和本身结构的强度之后，还要考虑是否会影响驾驶员前方视野、美观效果以及与周边零件的搭接。所以，A柱上下护板设计的好坏与驾驶员的舒适性与安全性有着直接的关系，关系到驾驶员驾驶安全及视野和舒适度，是衡量汽车质量的重要指标之 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
一。
1.2 A柱上下护板国内外发展现状
由于汽车A柱上下护板属于内饰注塑件，是用来配合组装汽车的配合件，因此关于A柱上下护板护板的设计思路方面我国与国外先进国家相比差距并不大。关于汽车上下护板的设计大多都是先依据前挡风玻璃形状和大小、车身的A柱钣金件的结构、汽车仪表盘（IP）的位置及汽车顶棚的大小等参数来确定设计方案的。在搭接方面，A柱的上护板上与汽车顶棚连接，起到对汽车顶棚支持作用；同时要覆盖车身A柱的钣金件，在汽车发生事故时，乘客及驾驶员不会直接的与车身钣金件直接碰撞，起到防护作用，同时能美化车内环境；最后还与汽车仪表盘（IP)起到到连接作用。A柱的下护板与翼子板搭接起到防侧碰的作用，对于汽车安全性能有一定提高；在上与汽车仪表盘（IP)搭接，在下与门槛搭接，使得汽车门槛到汽车仪表盘（IP)再到顶棚部分组装成一个整体。因此，汽车的A柱上下护板虽然只是配合件，但是它的作用确实不可小视的，它的设计也需很好的配合以上的组件。
在汽车A柱护板的设计的思路上国内外大相径庭，但是一个合格，优秀的护板不仅只是要求与各个组件的配合，更对它能否在驾驶员驾驶时提供更良好的驾驶视野；在发生侧碰时抵消一定的冲击力以及提供一个舒适的驾驶环境。
在设计A柱上护板时要考虑到驾驶员前方的视野问题，设计出的A柱护板不能影响驾驶员的正常驾驶。虽然从视觉美观度角度，A柱上护板设计设计的宽一点较好，但是A柱上护板过宽的话会挡住A柱视角，影响驾驶员的视野范围；A柱上护板如果设计的过窄，则不能完全覆盖住车身钣金件，发生事故时乘客与驾驶员可能直接与车身钣金件产生碰撞，导致更严重的人员伤亡。所以，在设计A柱上护板参数化设计时首先应保证A柱上护板能完整的覆盖住车身钣金件，在满足该条件后，在对其进行美观优化。在国家标准GB115622014《汽车驾驶员前方视野及测量方法》中，规定了A柱处的双目障碍角不得超过6°[2]。在当前汽车行业中，国内外大型车企及设计公司一般将A柱的双目障碍角控制在4°左右，这要求工程师在参数化建模时就对于驾驶员的障碍角依据法规进行合理设计。
除了对A柱护板配合其他件能力与视野方面的考虑，A柱护板参数化设计时对A柱护板本体、卡扣、定位销甚至加强筋的壁厚、拔模角度和方向都有很严格的规定，这关系到A柱护板出模是否成功及出模后是否合格。若参数化设计时不合理规划布尔操作处壁厚，那么在注塑件的交合与转角的位置产生偏厚的现象，使得注塑件整体厚度不一致，那么凝固的时间也会产生一定的偏差，最终的产品也会产生一定问题。为了尽量减少这些问题，通常在布尔处削薄壁厚，使得转角处与其他地方壁厚之差不超过 25%。加强筋设计时，拔模角度最好控制在 0.25°与2 °之间，在加强筋及汽车A柱护板壁的交叉位置画圈，此圆圈的直径要小于汽车塑料件公称壁厚的两倍（加强筋厚度要在1MM与1.5MM之间)。
2 参数化设计基础
2.1 设计过程中运用的软件及模块
本课题的设计、建模以及后期工程图的绘制主要在三维软件CATIA完成 ，主 要 涉及 模 块 如 下 ：
零件设计
零件设计模块，是内外饰设计时使用的主要模块，可以进行布尔操作（利用多个实体进行修剪、添加、移除得到理想的形体），也可以利用创成式模块中拉出的片体来进行实体切割。
2）创成式设计
创成式设计（GSD），是参数化设计的主要应用模块，不仅可以利用草图完 成各种的图形即曲线绘制，而且可以直接进行拉伸、扫掠、桥接、接合、光顺、投影、修剪、倒角等操作，利用创成式设计所制作的片体的精度可以达到普通三维软件曲面造型的功能，再将所得片体利用零件设计模块的加厚命令转变为实体。
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