CATIA 軟件在輪胎三維設計中的應用分析論文
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進(jìn)步，計算機軟件也在不斷地更新?lián)Q代，如今一般的二維設計軟件已無(wú)法滿(mǎn)足日益發(fā)展的機械設計需求。而隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，也更青睞使用三維軟件進(jìn)行設計，如CATIA、SolidWorks、I-DEAS 和ProE 等。輪胎作為汽車(chē)行業(yè)的重要配件，對其性能也提出了更高的要求，設計師需采用準確率和效率更高的設計方法來(lái)縮短設計周期、降低人力成本和減少設計失誤， 并同時(shí)能便捷地展現設計理念。CATIA 作為一種在汽車(chē)行業(yè)常用的設計軟件，筆者將簡(jiǎn)述其在輪胎三維設計中的應用。
1CATIA V5 簡(jiǎn)介
CATIA 是由法國索達公司推出的一套集成應用軟件包，其功能覆蓋了產(chǎn)品設計的各個(gè)方面：CAD、CAE、CAM， 既可以支持各種類(lèi)型的協(xié)同產(chǎn)品設計，也可以進(jìn)行無(wú)縫集成，能完全支持“端到端” 的企業(yè)流程解決方案。索達公司于1982 年推出CATIA V1 版本，后相繼推出CATIA V2、V3、V4 版本，但因應用V4 版本的UNIX 平臺價(jià)格太過(guò)昂貴， 許多中小企業(yè)無(wú)法承受，索達公司于1995 年開(kāi)發(fā)了全新的V5 版本，該版本界面更加友好，功能更加強大，開(kāi)創(chuàng )了一種全新的風(fēng)格，幾乎迎合了所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需求，
CATIA V5 能應用于UNIX 和Windows 兩種操作系統，在A(yíng)IX、HP-UX 和IRIX 等UNIX 操作系統下都可以使用， 且在Windows 上融入了OLE 功能，具有鼠標右鍵以及復制、黏貼等基本功能，方便了用戶(hù)的學(xué)習和使用。而且通過(guò)使用其自身專(zhuān)業(yè)模塊的二次開(kāi)發(fā)功能，用戶(hù)可自行開(kāi)發(fā)自己感興趣的功能。
2003 年IBM 和索達公司在巴黎發(fā)布了其產(chǎn)品生命周期管理(PLM)解決方案產(chǎn)品系列的第12 版(V5 R12)。該產(chǎn)品系列由用于協(xié)同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的CATIA 和用于產(chǎn)品生命周期管理、協(xié)同和決策支持的.ENOVIATM 以及SMARTEAM 組成。它還引進(jìn)了一組新的創(chuàng )成式的加工方面的最佳經(jīng)驗，即PLM Best Practices(PLM 最佳經(jīng)驗)，能方便地對資源進(jìn)行標準化，有助于客戶(hù)降低成本，來(lái)獲得更多的市場(chǎng)份額。同時(shí)還提高了實(shí)施能力，能進(jìn)行更快的曲面建模。
2 輪胎設計的一般流程
2.1 設計草圖
CATIA 的重要工作臺之一是草圖設計， 它能設計復雜的平面輪廓，并轉為三維實(shí)體。并且還具有后參數化的約束功能，能非常方便、快速地繪制輪廓。
進(jìn)入CATIA 工作界面，新建PART 文件，選擇坐標、參考或零件等其中任一平面(如坐標平面選擇XY 平面)，就能進(jìn)入草圖編輯器，使用該軟件的工具欄中的設計工具做出草圖，并添加約束，繪制完成的曲線(xiàn)。
2.2 曲面設計
CATIA V5 的曲面設計功能非常強大， 設計師可直接在曲面上進(jìn)行花紋繪制， 也可以為在輪胎旋轉曲面上繪制花紋，既可繪制點(diǎn)、線(xiàn)、圓、曲線(xiàn)等等，也可直接在曲面上依弧長(cháng)或弧長(cháng)作線(xiàn)架補正，快速完成花紋設計。CATIA 還擁有易學(xué)易用的后參數設計功能， 可直接設置參數間的彼此關(guān)系， 加入designtable，鏈接完成設計電子表格單，然后直接在設計電子表格單上，依序填入相關(guān)型式尺寸，即可自動(dòng)更新圖檔。
2.3 實(shí)體設計
CATIA V5 中的Part Design 模塊， 既能實(shí)體填充曲面，形成整胎后，又能在輪胎的側面繪制字體，最后結果實(shí)體輪胎非常吻合原來(lái)的二維曲面，十分可靠。
2.4 制圖
CATIA 中的Drafting 可將三維的實(shí)體進(jìn)行多角度的剖面，獲得二維的平面圖，這樣可以方使后期修改更加方便、簡(jiǎn)單。
3CATIA 的二次開(kāi)發(fā)
二次開(kāi)發(fā)就是修改現有的軟件，擴展軟件的功能來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的某種需求。一般而言公司在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)會(huì )給未來(lái)的二次開(kāi)發(fā)預留接口， 這樣用戶(hù)就能有渠道進(jìn)行針對性的二次開(kāi)發(fā)，這種開(kāi)發(fā)是不會(huì )使原有系統內核發(fā)生變化的，并能提高軟件的應用效率和專(zhuān)業(yè)性。
CATIA 的功能很強大，適用于各種產(chǎn)品的設計需求，具有較高的通用性的同時(shí)也有一些缺點(diǎn)：針對性就不夠強，不方便進(jìn)行標準化設計。二次開(kāi)發(fā)就能較好的解決這些問(wèn)題。CATIA中的二次開(kāi)發(fā)接口有許多，在這之中以V5 Automation 和CAA最為常用，以下簡(jiǎn)介這兩種開(kāi)發(fā)方式。
3.1V5 Automation
CATIA V5 Automation 中的對象接口可使用多種軟件進(jìn)行編程， 包括VC、VB、Delphi 等，Application 是其中常用對象，Document、Windows、Cameras 是Application 的三個(gè)子對象，, 其余實(shí)現的種種對象都是直接或間接地繼承這三種對象。一般CATIA 的對象有很多，功能也不盡相同，還包括了Document 和Documents 對象、Product Document 對象、Drawing Document 對象、交互對象和有限元分析對象等等。
3.2CAA
CAA 包含兩個(gè)部分：CAA-RADE 及CAA。CAA-RADE 是基于COM 的接口程序包， 其環(huán)境是在Visual Studio 軟件中集成的。CAA 是基于COM 的接口函數庫， 其三個(gè)部分為用戶(hù)對象、接口函數和實(shí)現函數，這三個(gè)部分既有著(zhù)不同的分工又彼此相關(guān)來(lái)實(shí)現CAA 的功能。
4 結語(yǔ)
最近幾年我國的汽車(chē)行業(yè)正在快速發(fā)展，對汽車(chē)輪胎的要求也越來(lái)越高。設計輪胎時(shí)涉及許多曲面上的繪制，CATIA 是汽車(chē)行業(yè)常用的一款設計軟件，不僅能方便快捷地完成自己的設計，縮短開(kāi)發(fā)周期，更擴寬了設計師的設計思路，使其更具個(gè)性化特征。CATIA 在后期修改時(shí)也非常方便，減少了出現錯誤的機會(huì )，提高了企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和自主創(chuàng )新能力，增強了核心競爭力，并能使企業(yè)形象獲得提升。
但CATIA 中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的輪胎設計模塊， 不能確保相同的設計精確度，若對CATIA 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)并結合輪胎設計特征，就能快速準確地完成輪胎設計， 顯著(zhù)增加輪胎的開(kāi)發(fā)效率，并進(jìn)一步規范化輪胎的開(kāi)發(fā)過(guò)程。
總而言之，CATIA 這款三維開(kāi)發(fā)軟件能明顯提高輪胎的設計質(zhì)量，是輪胎設計去繁瑣化，使其變得簡(jiǎn)單，值得推廣使用。
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