汽车b柱护板参数化结构设计(附件)
立柱护板作为汽车内部的一个内饰件，主要具有美化装饰、成员保护等作用。而参数化思想，是现今设计领域为提高工作效率、降低研发周期所提出的战略思想。本文通过运用CATIA对B柱护板进行参数化逆向结构设计，并对建模完成的B柱护板进行出模可行性分析，形成对汽车内饰设计整个流程的掌握，领会并运用参数化设计解决汽车设计上的问题，对汽车结构设计提供一定的指导思想。关键词 B柱护板，汽车内饰，CATIA，参数化，结构设计
目 录
1 绪论1
1.1 课题研究的背景1
1.2 国内外研究现状1
1.3 课题研究的主要内容2
2 参数化设计的基础与方法2
2.1 三维软件介绍 2
2.2 参数化设计方法 3
3 立柱护板的结构与设计流程 4
3.1 立柱护板的组成 4
3.2 立柱护板的设计步骤4
4 B柱护板的参数化设计 5
4.1 B柱护板总成设计 5
4.2 B柱护板总成数据展示 17
结论 20
致谢 21
参考文献22
附录A 左B柱护板总成工程图23
1 绪论
1.1 课题研究的背景
随着社会进步和人民生活水平的提高，汽车己成为大多数人的消费品，人们对汽车的要求也越来越高，更加注重汽车的美观性和实用性。汽车设计是整个工业设计体系中最具代表性的领域，对汽车进行专业的研究在国内外仍处在起步阶段，还没有建立起规范的理论体系。汽车内饰这一方面的研究则是更少，汽车内饰件主要是用来装饰车身内部。随着中国汽车产业和汽车市场的逐渐成熟，内饰设计越来越注重车内的舒适性和方便性，精致细腻的质感成为赢得客户的重要因素。汽车内饰设计不但要满足法规、性能等需求，还要在安全、节能等方面满足消费者的要求[1]。这使得内饰件的开发和制造面临巨大的困难。
如今的汽车设计行业都是将参数化设计方法和产品结构的具体需求相融合，从而使得自己产品的开发时间、开发成本在行业内占据优势。此外，逆向设计不仅能参照和模仿产品的原有结构，而且能够更改和重新设计产品，实现创新。由于我国汽车工业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
存在基础差、自主开发能力低及产品设计周期长等不足，因此应用逆向工程技术，在消化和吸收先进成果的基础上有所改进和创新，不仅会提高我国汽车产品开发速度，也会提升我国汽车业的制造水平[2]。
本课题通过对B柱护板的参数化设计，使得笔者对汽车构造、参数化设计、逆向工程、汽车内饰设计等方面有了更深刻的理解，有利于日后的成长与发展。
1.2 国内外研究现状
目前，参数化设计已经成为3D建模中最热门的应用技术之一，也成为评价建模优劣的重要指标。国内外对于汽车发动机的研究非常重视，但对B柱护板的研究却非常少，B柱护板的设计周期长，当前日益激烈的市场竞争也对B柱护板的品质提出了更高的要求。因此，将参数化建模应用到B柱护板的设计当中，已经成为国内外研究的重中之重。
我国各高校的学者也对汽车立柱等零部件的参数化设计进行了一些研究。太原理工大学的邵静茹硕士将CAD/CAE技术应用到立柱的设计当中,开发出能够快速设计液压支架立柱的系统，并对双伸缩立柱传统的强度计算方法、软件的二次开发与有限元分析进行了详细的阐述[3]。通过此参数化系统可快速的对立柱进行参数化建模设计，通过与有限元分析的功能链接，可对已设计的立柱进行有限元分析，结果可作为判断立柱设计成功与否的依据，为立柱的进一步设计及优化进行指导，从而提高立柱设计的效率和质量。
江苏大学的孙开胜、安晓超、王雷刚、黄瑶等人的参数化设计研究表明，工艺补充面和压料面是汽车覆盖件设计的重要部分，只有设计合理才能顺利成形，从而获得合格的产品。
本文主要介绍的是汽车B柱护板的参数化结构设计，首先笔者会先熟悉一下汽车B柱护板的可行性开发，其次对某些常见车型B柱护板的结构参数作一定的了解，然后通过搭接结构等确定B柱护板的拔模方向及主要特征，最后利用三维建模软件CATIA进行参数化建模，并且验证出模可行性。
1.3 课题研究的主要内容
1）查阅汽车车身结构设计类资料，分析某车型车身结构特点与使用要求，确定车身B柱护板结构与设计参数；
2）用相关三维建模软件建立模型；
3）对B柱护板进行结构分析；
4）分析参数设计的合理性。
2 参数化设计的基础与方法
2.1 三维软件介绍
本课题设计运用的三维软件为CATIA，其中用到的模块主要有：
1）Generative Shape Design
GSD，又称为创成式。主要用来操作曲线和构造曲面, 基本的曲线操作都可以完成。还有拉伸、旋转、桥接、分割、光顺、修剪、接合、投影、倒角等曲面操作也可以完成，而且能够实现参数化。
2）Part Design
用来创建实体，能够运用布尔操作添加、联合修剪等方法创造出想要的实体。还可以将实体与创成式相结合使用，完成利用曲面来分割实体的操作，是汽车内外饰设计中最常用的方式。
3）Knowledge Advisor
又称为知识工程，将数模的参数与函数关系相结合，使得可以利用函数关系来控制数模，在参数化设计中使用较多。用知识工程开发的设计，最终用户只需输入、改变工程参数或添加、修改工程规则，系统会根据这些工程规则计算工程参数对产品几何参数的影响，从而驱动最终的几何造型[4]。
2.2 参数化设计方法
参数化设计是利用对点、线、面的控制从而来改变某个特征或是实体，后期若是该特征或实体需要修改，只需更改控制它的点、线、面即可。以小窥大，在设计复杂的数模时，运用这种方法，能够极大地提高工作效率。就算设计到了最后的时间，前期总布置的设计数据需要更改，也能够通过参数化设计很快的更改或重新生成数据。在这种时候，参数化设计和非参数化设计相比，优势便显而易见了。
目 录
1 绪论1
1.1 课题研究的背景1
1.2 国内外研究现状1
1.3 课题研究的主要内容2
2 参数化设计的基础与方法2
2.1 三维软件介绍 2
2.2 参数化设计方法 3
3 立柱护板的结构与设计流程 4
3.1 立柱护板的组成 4
3.2 立柱护板的设计步骤4
4 B柱护板的参数化设计 5
4.1 B柱护板总成设计 5
4.2 B柱护板总成数据展示 17
结论 20
致谢 21
参考文献22
附录A 左B柱护板总成工程图23
1 绪论
1.1 课题研究的背景
随着社会进步和人民生活水平的提高，汽车己成为大多数人的消费品，人们对汽车的要求也越来越高，更加注重汽车的美观性和实用性。汽车设计是整个工业设计体系中最具代表性的领域，对汽车进行专业的研究在国内外仍处在起步阶段，还没有建立起规范的理论体系。汽车内饰这一方面的研究则是更少，汽车内饰件主要是用来装饰车身内部。随着中国汽车产业和汽车市场的逐渐成熟，内饰设计越来越注重车内的舒适性和方便性，精致细腻的质感成为赢得客户的重要因素。汽车内饰设计不但要满足法规、性能等需求，还要在安全、节能等方面满足消费者的要求[1]。这使得内饰件的开发和制造面临巨大的困难。
如今的汽车设计行业都是将参数化设计方法和产品结构的具体需求相融合，从而使得自己产品的开发时间、开发成本在行业内占据优势。此外，逆向设计不仅能参照和模仿产品的原有结构，而且能够更改和重新设计产品，实现创新。由于我国汽车工业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
存在基础差、自主开发能力低及产品设计周期长等不足，因此应用逆向工程技术，在消化和吸收先进成果的基础上有所改进和创新，不仅会提高我国汽车产品开发速度，也会提升我国汽车业的制造水平[2]。
本课题通过对B柱护板的参数化设计，使得笔者对汽车构造、参数化设计、逆向工程、汽车内饰设计等方面有了更深刻的理解，有利于日后的成长与发展。
1.2 国内外研究现状
目前，参数化设计已经成为3D建模中最热门的应用技术之一，也成为评价建模优劣的重要指标。国内外对于汽车发动机的研究非常重视，但对B柱护板的研究却非常少，B柱护板的设计周期长，当前日益激烈的市场竞争也对B柱护板的品质提出了更高的要求。因此，将参数化建模应用到B柱护板的设计当中，已经成为国内外研究的重中之重。
我国各高校的学者也对汽车立柱等零部件的参数化设计进行了一些研究。太原理工大学的邵静茹硕士将CAD/CAE技术应用到立柱的设计当中,开发出能够快速设计液压支架立柱的系统，并对双伸缩立柱传统的强度计算方法、软件的二次开发与有限元分析进行了详细的阐述[3]。通过此参数化系统可快速的对立柱进行参数化建模设计，通过与有限元分析的功能链接，可对已设计的立柱进行有限元分析，结果可作为判断立柱设计成功与否的依据，为立柱的进一步设计及优化进行指导，从而提高立柱设计的效率和质量。
江苏大学的孙开胜、安晓超、王雷刚、黄瑶等人的参数化设计研究表明，工艺补充面和压料面是汽车覆盖件设计的重要部分，只有设计合理才能顺利成形，从而获得合格的产品。
本文主要介绍的是汽车B柱护板的参数化结构设计，首先笔者会先熟悉一下汽车B柱护板的可行性开发，其次对某些常见车型B柱护板的结构参数作一定的了解，然后通过搭接结构等确定B柱护板的拔模方向及主要特征，最后利用三维建模软件CATIA进行参数化建模，并且验证出模可行性。
1.3 课题研究的主要内容
1）查阅汽车车身结构设计类资料，分析某车型车身结构特点与使用要求，确定车身B柱护板结构与设计参数；
2）用相关三维建模软件建立模型；
3）对B柱护板进行结构分析；
4）分析参数设计的合理性。
2 参数化设计的基础与方法
2.1 三维软件介绍
本课题设计运用的三维软件为CATIA，其中用到的模块主要有：
1）Generative Shape Design
GSD，又称为创成式。主要用来操作曲线和构造曲面, 基本的曲线操作都可以完成。还有拉伸、旋转、桥接、分割、光顺、修剪、接合、投影、倒角等曲面操作也可以完成，而且能够实现参数化。
2）Part Design
用来创建实体，能够运用布尔操作添加、联合修剪等方法创造出想要的实体。还可以将实体与创成式相结合使用，完成利用曲面来分割实体的操作，是汽车内外饰设计中最常用的方式。
3）Knowledge Advisor
又称为知识工程，将数模的参数与函数关系相结合，使得可以利用函数关系来控制数模，在参数化设计中使用较多。用知识工程开发的设计，最终用户只需输入、改变工程参数或添加、修改工程规则，系统会根据这些工程规则计算工程参数对产品几何参数的影响，从而驱动最终的几何造型[4]。
2.2 参数化设计方法
参数化设计是利用对点、线、面的控制从而来改变某个特征或是实体，后期若是该特征或实体需要修改，只需更改控制它的点、线、面即可。以小窥大，在设计复杂的数模时，运用这种方法，能够极大地提高工作效率。就算设计到了最后的时间，前期总布置的设计数据需要更改，也能够通过参数化设计很快的更改或重新生成数据。在这种时候，参数化设计和非参数化设计相比，优势便显而易见了。
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