CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用（精选8篇）

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第1篇

CAD技术在汽车内饰件开发的应用

当今，从3D到2D的转化。我们以汽车座套的开发为例，传统的生产过程大致如下：□ 形成概念设计；

□ 利用3维软件（CAD）设计外形；

□ 用塑胶、石膏、橡胶、填充物等按照设计外形塑造模型，修改直到达到设计要求；□ 在模型上铺设辅料、衬垫，外层面料或者皮革；

□ 根据曲面情况，划分适合平面裁割的不同裁片区域（由3D向2D转化）；□ 根据划分的平面裁割路径，手工裁割裁片；

□ 裁片在模型上定位、缝合；

□ 修正裁片路径直至完全自然贴合设计要求；

□ 制作样板；

□ 样品制作；

□ 转入批量生产。

从以上过程中不难看出，3D设计软件可以让工程师和设计师完成非常完美的立体造型设计，但是，如何将这些立体设计实现平面化，使座套外饰材料（面料、合成材料、皮革等）能够很贴合地附着到座套实体上呢？3D Direct软件由此应运而生。

CAD技术的不断开发和应用使得计算机设计、开发、转化过程不仅速度越来越快IIAnews.com，而且精度和可靠性保障也更加令人满意。然而，从3D到2D的转化工作90%以上要依赖于手工完成，在精确度、处理效率、材料利用率等方面均存在着不确定因素，尤

其是在将面料或者皮革与模型贴合，由3维立体曲面划分为2维平面裁片的过程中，不仅试验、分割计算极为复杂，耗费时日，最终的划分品质还可能满足不了生产中越来越高的质量要求。

3D-2D转化技术的计算机化解决方案使得模型的人工制作及试验变成多余的了。这种软件需要解决的问题是安全、准确地将3D软件设计的模型数据转换为2D样片数据，同时，还需要与专业2D样板软件和排版软件进行无缝衔接，以使应用CAD系统进行样板设计、放码、自动排料的生产过程能够流畅进行。

3D Direct软件的应用实例

下面以一个球体表面的转换过程为例简单介绍一下3D Direct软件的工作过程。首先，从专业3D软件中导入球体文档到3D Direct软件中。3D Direct软件运算分析球体表面的特性，并在该球体表面自动生成2D样片割缝。如果确认割缝符合分割需求，则将球体表面分割成不同形状的裁割部分。在可视界面中，虚拟伸展每个样片部分。使之由曲面转化为2D平面样片。运算和消除可能存在的接缝，并优化裁片的缝合效果。“弹性”运算自动优化样片，通过多种运算结果分析IIAnews.com，供用户选择最优样片分割参数。

最优样片分割生成后，为各个样片赋予不同的命名，并根据样片缝合的需求定位和添加剪口。将生成的样片导出到二维CAD软件中，如Accumark、PDS等，进行样板制作、缩放、排版乃至到最后的样品制作、批量生产工序„„

以上过程简单明了，然而在这简单之中却又有着不凡之处，即：将3维立体文件数据转化为2维平面数据的高速、精确的运算算法，以及3D Direct软件本身与3D CAD软件和2D CAD软件的完美导入、导出。这是3D Direct能够成功应用的基本条件。

3D Direct软件对于内饰设计和生产的帮助是显而易见的。由于运用专业的计算机运算程序可以将3D软件中的立体形状转化为2D样片，开发人员对实际尺寸模型的依赖大为降低，人们不必在实物模型上一次次地重复样片试样的工作。这意味着制作模型的时间、材料以及过程得到了简化，人们将有更多的时间从事款式改进、新品开发，生产效率随之提高。

此外，3D Direct软件的应用使得汽车座套开发人员在很短的几秒钟内就可以生成2D样板，而传统方法则需要几天的时间，新品开发周期大为缩短。在市场竞争日益激烈的今天，新品开发的效率和速度已成为企业胜负成败的关键因素，3D Direct软件帮助开发工作实现了更为迅捷的快速响应，让企业能够抢占市场先机。

经过使用对比，3D Direct软件可以优化样板的成套效果。由于运算速度快，人们可以在较短的时间内，由软件辅助迅速生成多个转化方案，并提供其样板方式、材料利用率，开发人员可以根据电脑提供的几个方案进行最优化选择。

3D Direct的工作方式表明，先进的CAD技术在汽车内饰件的开发中大有作为。

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第2篇

关键词：CAD,CATIA

1 引言

计算机(Computer)是一种能够按照事先存储的程序,自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。由硬件和软件所组成,两者是不可分割的。在飞机的设计过程中需要进行繁杂的草图设计和其他工作。因此,利用计算机绘图软件能大大地降低工作时间提高工作效率。CAD和CATIA软件广泛地应用在飞机设计领域。

2 CAD

CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)。利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形显示出来,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动,专注于设计本身,缩短设计周期和提高设计质量。

毫无疑问,二维CAD绘图技术作为CAD技术的一个分支,仍然在独立地不断地发展和完善。到目前为止,生产用的工程图样仍然是二维的,因此在制造企业的CAD用户中,借助计算机进行二维绘图者为数甚多。CAD技术发展的另一个重要方向是三维CAD建模技术。进入21世纪,三维CAD系统已经非常成熟,开始获得普遍应用。很多原来以二维CAD系统为主要设计工具的企业也开始应用三维CAD系统,逐渐成为产品开发的主流技术。

CAD技术产生于本世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中,随着计算机软硬件技术和计算机图形学技术的发展而迅速成长起来。1989年美国国家工程科学院将CAD/CAM技术评为当代(1964-1989)十项最杰出的工程技术成就之一。30几年来CAD技术和系统有了飞速的发展,CAD的应用迅速普及。在工业发达国家,CAD技术的应用已迅速从军事工业向民用工业扩展,由大型企业向中小企业推广,由高技术领域的应用向日用家电、轻工产品的设计和制造中普及。而且这一技术正在从发达国家“流向”发展中国家。

3 CATIA

CATIA是法国达索公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造[1]。

CATIA源于航空航天工业是业界无可争辩的领袖。以其精确安全、可靠性满足商业、防御和航空航天领域各种应用的需要。在航空航天业的多个项目中,CATIA被应用于开发虚拟的原型机,其中包括Boeing飞机公司(美国)的Boeing777和Boeing 737,Dassault飞机公司(法国)的阵风(Rafale)战斗机、Bombardier飞机公司(加拿大)的Global Express公务机,以及Lockheed Martin飞机公司(美国)的Darkstar无人驾驶侦察机。Boeing飞机公司在Boeing 777项目中,应用CATIA设计了除发动机以外的100%的机械零件。并将包括发动机在内的100%的零件进行了预装配。Boeing 777也是迄今为止,唯一进行100%数字化设计和装配的大型喷气客机。参与Boeing 777项目的工程师、工装设计师、技师以及项目管理人员超过1700人,分布于美国、日本、英国的不同地区。他们通过1400套CATIA工作站联系在一起,进行并行工作。Boeing的设计人员对777的全部零件进行了三维实体造型,并在计算机上对整个777进行了全尺寸的预装配。预装配使工程师不必再制造一个物理样机,工程师在预装配的数字样机上即可检查和修改设计中的干涉和不协调。Boeing飞机公司宣布在777项目中,与传统设计和装配流程相比较,由于应用CATIA节省了50%的重复工作和错误修改时间。尽管首架777的研发时间与应用传统设计流程的其他机型相比,其节省的时间并不是非常的显著,但Boeing飞机公司预计,777后继机型的开发至少可节省50%的时间。CATIA的后参数化处理功能在777的设计中也显示出了其优越性和强大功能。为迎合特殊用户的需求,利用CATIA的参数化设计,Boeing公司不必重新设计和建立物理样机,只需进行参数更改,就可以得到满足用户需要的电子样机,用户可以在计算机上进行预览。

参考文献

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第3篇

本文通过对增强现实技术的解读，结合国内外前沿技术发展动态，对其在汽车内饰设计中的应用方式进行初步研究，着重介绍汽车内饰中使用增强现实技术的目的，以及具体的搭建方式，从而为后续研究提供参考依据。

关键词：

增强现实 交互驾驶 HUD 汽车内饰

一、增强现实技术背景

增强现实技术（Augmented Reality Technique，简称AR），是在虚拟现实基础上发展起来的新技术，通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实世界的增强。这是一种结合虚拟化技术再来观察世界的方式。简单来说，就是将计算机生成的二维或三维信息覆盖在现实世界之上，实现对现实世界的补充。

增强现实技术并不高深，比如3D全息投影技术就是增强现实的一种。日本的创意应用I-Butterfly、宝马旗下mini品牌的GETAWAY-STOCKHOLM，这两个营销行业经典的案例也都是利用基于增强现实技术的APP应用。2014年6月清华美院研究生毕业展上的交通工具设计专业的毕业作品也全部应用了此技术（如图1）实现了虚拟的全尺寸实时互动展示。

增强现实人机交互不仅仅停留在电影《007》詹姆斯·邦德的驾驶的宝马概念车中。挡风玻璃，正在以一种比车载显示屏更炫更酷的尺寸发展，在行进过程中充当手机屏幕的延伸——全屏映射、多点触摸、支持视频通话，在玻璃上比画几下就能导航、显示路况、查询天气和附近美食、阅读电子书、回复邮件等。

汽车互联，整个城市会有一个互动主管，而自动交通指挥的概念也不再是红灯停绿灯行。我们甚至不再需要交通信号灯。所有交通工具的速度、方向，将由计算中心决定完成，交通将成为一个持续不断的流概念，它流动的速率足以使一个正常的人类司机无法操作。

在汽车刚刚诞生的时代，汽车几乎没有什么仪表：速度、油位、油压，发动机温度，或者发动机转速。我们现在在电子时代，需要越来越多的数据来协助我们：卫星导航方向；警告司机超速、一个特定的安全带没有扣或一个特定的门没有完全关闭，通知关于燃油经济性；传入的电话警告；轮胎压力信息；和电子控制加热、冷却和车内Wi-Fi等。

因为司机不相信使用HuD就可以不用看其他仪表，这样就还会有不看路况的时刻，为了改善安全状况，汽车制造商还必须意识到要覆盖足够多的数据在车载显示系统中。早在2003年，德国大陆集团就首次批量生产了汽车彩色HuD。凭借如今已达到批量生产水平的HUD，大陆已掌握先进的人体工程学显示技术。作为信息过滤器，HuD将精选的、与驾驶直接相关的信息全彩投映到挡风玻璃上，驾驶员从而可以舒适获取信息，眼睛不必离开路面。HUD作为人机界面的一部分为无事故驾驶做出贡献。

二、国内外研究动态

2.1虚拟透明现实系统原型——捷豹路虎公司

捷豹路虎新技术360虚拟城市风挡。利用增强现实技术，让A柱处于透明状态，从而极大减少司机的视野盲区。简单来说，捷豹路虎借助了汽车外部摄像头来捕获实时视频流，并将视频信息通过嵌入在A柱中的显示屏呈现给用户。如此一来，司机便能看到原本由汽车A柱造成的视野盲区。捷豹路虎表示，这项技术能让司机看清汽车周围路人、骑行者、其他汽车。基于相同的原理，不仅A柱，B柱、C柱一样可以变为透明状态。不过捷豹路虎并未透露360虚拟城市风挡技术何时应用于量产车。

捷豹路虎2014年初展示的Transparent Bonnet（透明罩）系统与360虚拟城市风挡效用相似。前者借助摄像头和投影仪，可以将车头遮挡的区域通过HuD投射到挡风玻璃的下部。也就是说从视觉上，仿佛车头变成了透明的。这样便能看到车头下方的障碍物和地形，同时还能看清车辆前轮的具体位置。这两项指标对车辆的越野体验帮助极大。

2.2透明风挡玻璃显示系统——通用公司

早在2010年，通用汽车就联合美国两所大学开发了增强视觉系统G.M.Tinkers，帮助驾驶者应对困难的驾驶情况。通过在车内安装传感器及摄像头，G.M.Tinkers可以监视司机的眼球和头部运动，并在前挡风玻璃上及时显示相关路况信息，提醒司机避免可能的危险。该系统还可以监控街上玩耍的儿童，过马路的动物，以及各种盲点。显示路面边界提示盲点。

开发该系统的目的就是帮助驾驶者应对各种困难的驾驶情况，比如大雾或者夜间行驶时，还可以标注道路边缘，避免事故发生。在过去的三年中，G.M.Tinkers并没有太大动静，而根据相关研究人员的说法，这一系统投入市场最早要到2016-2018年，通用旗下的各款车型都将配备G.M.Tinkers系统，不过按照目前技术的发展速度来看，仅仅提供上述应用体验似乎不够吸引人啊。而且在中国的路面上，这个系统似乎不太实用，面对乱窜的行人，每一个都弹出提示，那挡风玻璃还不跟弹幕一样，让司机眼花缭乱，精神崩溃。

2.3透明汽车玻璃显示器——丰田公司

丰田汽车对增强现实技术的研究更为极致，而且他们的研究，更让人心动。丰田哥本哈根交互设计研究院开发了一种交互式汽车玻璃，它看上去是普通玻璃，但实际上是一个透明触摸屏。它可以记录一路经过的风景，乘客还可以用手指缩放观看。在夜间，这种车玻璃还可以定位天上的星星，显示星座等天文知识。搭配超大全景天窗，到郊区看看星星什么的简直太精彩了。

2.4全息影像技术透明内饰——日本庆应大学

日本庆应大学的师生利用全息影像技术，车外摄像头外设的景象被投射在汽车前座中间的反射屏上。当司机向后方看时，感官上，汽车后座变成了透明的，座椅和座椅下方遮挡的图像都无比真实的展现出来。庆应大学教授们的目标不仅仅是让后座透明，他们希望将整个汽车都透明化，为司机提供360°全方位视野，预计在未来的五年内完成这项技术。

三、汽车内饰应用增强现实技术的目的

大数据开始成为传统工业、制造巨头的热词。它们开头高谈阔论大数据提供的各种可能性、试图向消费者及合作伙伴描述大数据下呈现的未来各类场景。其背后是画大饼的营销噱头也好，潜心打造生态系统也罢，无可厚非；另—方面，大数据、互联网正在为工业巨头的变革提供前所未有的动力，这一点，应该没有人会质疑。

已然有大数据武装下的互联网企业闯入汽车领域分羹。众所周知，Google在无人驾驶汽车领域独领风骚，正是基于大数据的采集与分析，这也是Google所擅长之处。众车企欲开发无人驾驶技术，绕不开与Google的合作。这不禁令人联想到智能手机时代互联网企业反扑下昔日风光的终端厂商逐步沦为代工的命运。

不甘心受到牵制的传统汽车行业，通用、福特、丰田、大众等各大品牌汽车制造商正在马不停蹄的加大对无人驾驶汽车的研发与测试力度，包括相关数据的采集、分析。福特、通用更是以结盟、赞助编程马拉松等形式，频繁拉拢APP开发者，令其开发适配性车载应用。在不久的将来，“开放平台”这个词儿或许并非互联网领域BAT的专利。

对于未来的城市交通，增强现实技术可以在以下几个重点方向得到拓展应用：

无人驾驶将释放驾驶者的双手。

呆在驾驶仓中的人们将享受与家中相同的娱乐休闲体验，车载应用尽在云端。

未来的城市交通，将是人与车、车与路、路与环境和用户体验的系统工程。

最大的挑战是车联网的安全。

假设前三点实现商用的话，这将意味着汽车驾驶舱内发生了巨大的变革：遍布传感器和嵌入式CPU的车身，摄像头与GPS对接，实时捕捉车内信息及车辆之间的信息，生成海量数据，源源不断地传输至智能交道网络，从而对整个交通流进行低能耗、高效率的调度；另一方面，数据传输至汽车生产商总部，制造者通过对大数据的收集、分析及决策，制造出更聪明的汽车，为消费者创造更安全、更舒适的驾驶体验。

四、汽车内饰应用增强现实技术的分类

4.1增强现实信息显示

当然在雾霾遍布的年代，辅以车载雷达和红外感应技术，在屏幕上全方位显示车外信息也是完全有必要实现的，这样的话在大雾和暴雨天气的出行也就能增加不少安全系数了。当我们实现了这些功能后，我们就可以在挡风玻璃上显示道路信息了。比如在没有路灯的夜路上，可以将路面边界投射在屏幕上，以免驾驶员不小心开下路基的情况发生。相信这项技术的实现可以让常年奔波于危险路段的驾驶员们感受到一些安全感。

4.2增强现实辅助驾驶系统

在真实外景的基础上投射导航指示。驾驶员从而知道，他必须在哪里拐弯，而不必在导航画面和真实世界之间来回转换，能够使汽车的人机交互系统的沟通质量产生决定性的变化，与驾驶有关的重要信息会出现在驾驶员凭直觉第一眼看到的地方，与行驶方向相同，与现实路况相结合，这样不仅使信息会更好地被接受，更在极大程度上提高了交通安全。

可显示虚拟图像的挡风玻璃，除了提供一般的道路信息，还能够通过增强现实的方式与现实道路指示线进行图像叠加，高亮显示正确的行驶路线、刹车位置、路线规划以及自己曾经在相同道路行驶过的“鬼影车”，为驾驶者提供更丰富的信息并对现有的驾驶体验进行提升，带来游戏一般的体验。

4.3增强现实体感交互系统

智能汽车，不但能够与驾驶者进行交流，还能够与周边环境互动，甚至是维护社交关系。集合众多功能，包括导航、音乐、社交等几大类别。实现无人驾驶后此功能才能真正发挥作用。驾驶员需要挥着手来操控车载系统，希望未来能够通过手势来控制车内的天窗、遮阳帘和雨刷等附属驾驶系统，驾驶员也就完全没功夫去管驾驶汽车了。（图2）

五、增强现实图像现实系统的搭建

AR-HUD中的主角当然是增强投影面。它的投影距离在驾驶员前方7.5米，可将增强的显示符号直接投射在道路上，与当前交通状况相融合。从成像屏幕正面看，接下来的光学路径类似于传统的抬头显示器的光学路径：成像幕上的图像通过第一个镜子（反射镜）反射到第二个更大的镜子（AR-HUD镜）上，从那里反射向挡风玻璃。增强光学系统的出射面积几乎达到A4尺寸。由此形成视域尺寸为10度×4.8度的增强投影面，相当于直接视野内有几何宽度130厘米和高度63厘米的可增强视域。如要读取这个远投影面中的信息，驾驶员的视野可稍稍下调2.4度。（如图3）两个投影面（行驶状态和增强投影面）的成像单元能够配合环境亮度调整显示亮度，光密度可达到10000cd/平方米以上。因此，几乎在任何强烈的环境光条件下都能清晰显示。

除去汽车增强现实硬件方面最难的显示部分，剩下的就是通过车内的传感器及摄像头监视司机的眼球和头部位置，然后在挡风玻璃上显示对应的信息。对于交互这一块，其实像多数触摸屏幕那样接触式设计交互，用手去触摸屏幕绝对不是一个最好的选择。

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第4篇

目前汽车工业正面临能源、环保与安全舒适三大课题, 其有效解决方法包括汽车轻量化以及新能源汽车的开发。传统动力汽车所用燃料的60%消耗于其自质量, 如果整车质量减轻10%, 可降低油耗10%~15%, 因而汽车轻量化成为汽车行业的重要发展趋势。通常汽车轻量化途径:一是使用轻质金属及非金属材料等替代材料;二是进行车辆结构优化设计。然而, 车身结构轻量化无疑会对汽车车身整体结构强度、刚度及动态性能产生重要影响。为此, 汽车车身金属部件的轻量化开发需要全面系统地评估及验证。对于汽车内饰零部件, 如隔音隔热垫、地毯、顶棚和吸声材料等, 其设计开发的功能性较单一, 主要是对车内“空气声”传递路径的中高频噪声阻隔与吸收耗散。所以对于汽车内饰部件的轻量化设计在汽车工程开发上可行性较高, 涉及到的设计变更工作较少。近年来, 汽车内饰的轻量化已成为汽车业界研究关注的热点。Zhang, Q利用整车级的统计能量分析模型提出一种轻量化声学包装的NVH性能目标设定与分解方法。Arnaud Duval提出声学包装轻量化的不同材料组合概念。但上述文献资料较少对声学包装轻量化及其NVH性能进行系统性和工程化的研究。

本文结合汽车内饰开发的实践过程, 阐述了以NVH性能为目标的内饰材料开发工程控制方法及机理。以前壁板隔音垫部件和车门内饰吸声材料的轻量化为例, 提出具体可行的设计方案。

2 汽车内饰轻量化开发策略及工程控制

2.1 汽车声学包装内饰材料与NVH性能

噪声振动控制是基于源、路径和响应的三要素进行分别控制, 而汽车NVH性能开发则主要集中于激励源与传递路径。汽车声学包装主要用于解决空气传播路径的噪声问题, 在密封性和隔吸声性能等方面进行噪声控制。狭义的汽车声学包装部件可以分为吸声型、隔声型和密封型。通常隔声材料包括PVC、EVA或EDPM等;吸声型材料包括有棉毡类、PU发泡类等。

吸声材料一般为多孔性介质, 隔声性能较差, 其吸声性能评价指标为吸声系数。吸声是指空气中的声波在通过或入射到介质界面损失声能的过程, 当声波进入多孔性介质内, 部分声能转变成为热能而耗散。影响材料吸声性能的因素包括流阻、孔隙率、结构因子、厚度、密度以及温、湿度等环境条件。隔声材料主要作用为阻隔声音传播, 评价隔声材料性能的主要指标为传递损失 (STL) , 其声传递损失的定义为入射声功率与透射声功率之比的对数值。均质材料的隔声性能满足质量原理, 即密度越高, 隔声性能越好, 当材料面密度增加一倍, 隔声量增加约6 d B。汽车上常用的声学包装材料, 一般采用隔吸声型的组合结构类型, 由不同的隔声层和吸声层组合。汽车声学包装内饰材料分布见图1。

2.2 汽车内饰轻量化技术及工程开发

金属基材料的轻量化和“以塑代钢”技术, 一直是汽车轻量化研究及应用的热点和焦点。但对于汽车内饰件或声学包装材料的轻量化, 较少引起汽车业界的关注, 其研究与应用较少。汽车内饰轻量化主要技术:

a.轻质基材的应用技术, 如低密度、高倍率发泡、多孔吸声纤维材料等;

b.新型复合型声学材料结构的应用, 如微穿孔复合型、多层棉毡或发泡层组合替代传统的“软硬”双层组合的声学结构;

c.基于多属性优化设计的轻量化应用技术, 如合理地分配内饰声学材料的设计布局以及对其形状、厚度、高密度隔声层材料等进行分布;

d.基于制造或安装工艺的轻量化应用技术, 如采用粘接替代以凸焊螺柱卡接的内饰件安装方式等。

汽车内饰轻量化工程开发关键是在整车轻量化开发控制下, 基于噪声传递路径与声源对车内贡献量分析的前提下, 将汽车内饰材料的传声损失和吸声性能同时作为NVH性能设计优化的两个关键参数, 以替代仅仅关注传声损失性能的传统式开发。内饰材料轻量化的开发应结合测试与仿真分析等多种手段, 以NVH性能和轻量化为目标, 逐级设定与分解内饰材料的技术指标以及“V型”开发模式;逐级验证和优化各开发目标的达成。

3 前壁板隔音垫轻量化开发及验证

3.1 新型轻量化隔音垫开发设计

前壁板隔音垫安装在前壁板上驾乘人员空间一侧, 能够有效地衰减动力传动总成和前轮胎等声源传递到车内的噪声强度, 其对车内噪声和声品质水平起着重要作用, 是车身声学包装NVH性能开发中最核心和关键的声学部件。

目前, 在汽车上广泛应用的前壁板隔音垫采用双层结构 (图2a) 。常用的“重层”材料包括EVA、EPDM或PVC等, “软层”材料包括棉毡、PU发泡或热塑纤维等。重层主要作用是隔声, 即阻隔和反射噪声;软层则主要是吸收前壁板件直接的辐射声能, 以及吸收重层的反射声能。由于传统的重层材料的质量较大, 基于减轻汽车声学包装质量趋势的要求, 可以采用一种新型的轻量化隔音垫设计方案 (图3b) , 利用高密度的“软层”材料替代传统的“重层”。相对于传统的前壁板隔音垫, 新型轻量化方案解决了中高频吸声性能差的问题, 并且可以减轻质量30%~60%。

3.2 轻量化隔音垫统计能量法仿真

对于轻量化前壁板隔音垫NVH性能的分析, 可通过建立前车体的SEA模型, 以隔音垫的传递损失特性和吸音系数为主要设计因素, 并以噪声衰减量级NR (Noise Reduction) 指标评估其声学性能水平。仿真分析表明, 在前壁板无泄漏问题情况下, 轻量化的隔音垫与传统隔音垫都能够取得相近的NVH性能 (图3a) , 且初步折算结果显示可减轻质量约43%。考虑前壁板存在1%的泄露问题, 由于轻量化隔音垫具有较高的表面吸声性能, 相比传统隔音垫, 其噪声衰减性能对于泄漏效应的敏感度较低, 所以, 在中高频率范围依然能够获得较好的NVH性能 (图3b) 。

3.3 轻量化隔音垫试验验证

对于轻量化前壁板隔音垫对整车NVH性能的影响, 主要分析其对动力总成噪声和底盘噪声的衰减特性。选择二挡全油门加速行驶工况, 分别测试和对比车内噪声情况。

二挡加速工况时, 轻量化的双层棉毡隔音垫并没有导致车内噪声声压级的增加, 并在发动机转速3 800~5 000 r/min范围降低了约2.3 d B (A) ;车内语言清晰度指标明显提升约7% (图4) 。主观评价也能感受到车内声音的中高频成分比率降低。

4 双组份吸音棉的应用

4.1 双组份吸音棉吸声特性

双组份吸音棉属于纤维状多孔吸声材料, 由高融值PP和中空螺旋超细PET纤维组成。它具有立体网状连续多孔结构, 纤维平均细度可达2μm以下。双组份吸音棉纤维直径明显小于普通吸音棉, 单位内纤维数更多, 其材料内部互相贯通的微孔和间隙更多, 且这些孔隙更小。如此结构使声音在吸音棉内的运动产生更多阻碍, 使得双组份吸音棉吸声能力更好。

吸声系数测试工程上通常使用3种方法, 即混响室法、驻波管法和双传声器阻抗管法。混响室法测量在混响室内进行, 主要用于测量大件样品的漫入射吸声系数。驻波管法和双传声器阻抗管法都是用于测量小件样品的正入射吸声系数。双传声器阻抗管法的测试速度较快, 为驻波管法的40倍, 且测试结果较为准确。因此, 工程上通常采用双传声器阻抗管法分析和比较声学材料的吸声特性。

本文中选择面密度为300 g/m2的双组份吸音棉和面密度为800 g/m2的普通吸音棉两种吸声材料, 使用双传声器阻抗管法, 进行正入射吸声系数对比测试。测试结果见图5。300 g/m2双组份吸音棉的吸声系数明显优于800 g/m2普通吸音棉。

4.2 双组份吸音棉应用案例分析

对比普通吸音棉, 双组份吸音棉具有吸声系数高、质量轻的优点。目前, 双组份吸音棉已经在汽车上广泛应用, 取代了部分普通吸声棉。以双组份吸音棉在车门内饰板的应用为例, 分析双组份吸音棉对控制车内高频噪声的效果。

车门附加吸音棉对整车NVH性能的改善, 主要分析其对风噪的衰减特性。选择100 km/h匀速行驶工况, 测试并对比车内噪声情况。分析结果见图6。车门内增加双组份吸音棉后, 其声压级在1 000 Hz以上明显降低, 前排位置的语言清晰度提高约4%, 明显改善了车内噪声水平。

5 结论

a.通过汽车内饰前壁板隔音垫与车门吸声材料轻量化设计验证, 提出一种内饰材料轻量化的NVH性能开发方法。

b.通过统计能量法仿真、整车状态下的二挡加速噪声测试, 对轻量化双层棉毡隔音垫声学性能进行分析, 结果显示在减轻质量情况下, 轻量化的隔音垫显著提升了车内声品质性能。

c.运用双传声器阻抗管法, 对比测试双组份吸音棉和普通吸音棉吸声系数, 结果显示面密度为300 g/m2的双组份吸音棉吸声系数优于面密度为800 g/m2的普通吸音棉。以车门内饰板应用为例测试分析双组份吸音棉对车内高频噪声控制的影响, 结果显示增加吸音棉能够有效降低1 000 Hz以上高频噪声, 提高了整车车内语言清晰度, 优化车内噪声声品质。

参考文献

[1]Zhang Q., Parrett A.and Zopp A..Lightweight Acoustic System Performance Target Setting Process[J].SAE TechnicalPaper, 2013-01-1982.

[2]Alan V.Parrett.Application of Micro-Perforated Composite Acoustic Material to a Vehicle Dash Mat[J].SAE Technical Paper, 2011-01-1623.

[3]Stephanie Ernster, Jay Tudor, Guru Kathawate.Acoustical Advantages of a New Polypropylene Absorbing Material[J].SAE TechnicalPaper, 1999-01-1669.

[4]Ashish Chopra, Sachin Goyal.Integrated Approach and Ideas for Designing Lightweight NVH Parts in Passenger Vehicle[J].SAE Technical Paper, 2011-26-0061.

[5]Wentzel, R.and VanBuskirk, J..A Dissipative Approach to Vehicle Sound Abatement[J].SAE Technical Paper 1999-01-1668.

[6]Duval, A., Rondeau, J., Bischoff, L., et al.Generalized Light-Weight Concepts:Improving the Acoustic Performance of Less than 2 500 g/m2Insulators[J].SAE Technical Paper2009-01-2136.

[7]Zhang, Q., Parrett, A., and Wood, M..Vehicle Dash Mat SEA Modeling and Correlation[J].SAE Technical Paper2007-01-2310.

[8]Craig Rei, Hameed Khan.Evolution of Fiber Felt Technologies and Composites Enhancing Vehicle Acoustics[J].SAE TechnicalPaper 2007-01-2192.

[9]Laura E.Gish and Michael A.Sanderson.Use of Layered Media for Noise Abatement in Automotive Interiors:A BalancedApproach[J].SAE TechnicalPaper, 2001-01-1456.

[10]Z.Tao, D.W.Herrin, A.F.Seybert.Measuring Bulk Properties of Sound-Absorbing Materials Using the Two-Source Method[J].Paper SAE, 2003-01-1586.

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第5篇

关键词：CAD技术；覆盖件模具；汽车车身；汽车底盘

中图分类号：U469文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)010-040-02

1、前言

计算机辅助设计和制造简称为CAD(ComputerAidedDesign)和CAM(Conpur Aided Manufacturing)，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与制造，达到预期的目的，并取得创新成果的一种技术。目前己在机械、电子、建筑以及能源、交通等领域广泛应用。

20世纪60年代初，CAD技术首先被应用于机器制造行业，如飞机制造、汽车制造、船舶制造等。到20世纪70年代后期，微型计算机、大容量存储技术和计算机图形学的飞速发展，使CAD技术在工程上的应用从单独的分析计算变成大量信息存储、检索、绘图、计算融为一体的独立系统，CAD技术贯穿到设计、制造、管理的全过程中。近年来，数据库技术的飞速发展，使设计、制造、生产工艺集成于工程库的集成化系统开始形成，设计从工艺流程计划、加工数据及数控程序，再到控制机器人的活动路径，实现设计、制造、生产的自动化管理已经开始进入实用阶段。目前，世界上工业发达国家的制造业，其CAD/CAM技术应用的比重越来越大，如美国的汽车行业达100％，电子行业60％。我国CAD/CAM技术的运用也在逐步发展之中，已广泛应用于分析计算、数据编程、计算机辅助工艺编程和管理等方面。

2、CAD/CAM技术在汽车中的应用特点

2.1技术先进

采用CAD软件可提供优化设计，实现图形输入、优化排样、工艺分析和计算、对尺寸和公差的处理以及尺寸自动标注等。

2.2高效、节约和自动化程度高

提供快捷的汽车设计方法，简化设计过程，缩短设计周期。对毛坯排样优化可提高材料利用率，提高工效，可避免出现差错，这是设计者手工设计根本无法比拟的。

2.3加工质量高

把设计和加工过程联系起来，采用先进加工技术，可消除加工中的人为误差，保证加工质量。

CAD、CAM是实现技术、经济效益的不可分割的两个组成部分。如只完成CAD技术的开发，而不实现CAM的应用，不形成CAD/CAM一体化，CAD技术开发应用则基本失去其实际意义。

3、CAD/CAM技术在汽车中的应用

3.1CAD/CAM技术在汽车模具中的应用

模具是指能够生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具，也就是人们通常所说的模子。模具生产具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点。

汽车新产品开发的决定性环节是汽车覆盖件模具的设计，是由设计人员运用专业知识和丰富的实践经验综合推理与计算完成的。传统的覆盖件模具制造方法是先制造主板、主模型和工艺模型，然后利用工艺模型为靠模在仿型机床上加工模具表面，最后由钳工装配、调试成合格模具，不仅工艺流程长，模具表面精度低，而且存在着对模具制造工人要求高等缺点。因此实现覆盖件模具CAD/CAD是汽车工业迫切需要解决的一项技术难题。

汽车覆盖件模具CAD/CAD系统的特点是利用计算机及其外围设备在各层次计算机软件系统的支持下，完成模具方案设计、金属板料冲压成形过程分析、模具结构设计、模具数控加工刀具运动轨迹生成和控制数控机床进行模具加工等工作。

上世纪末，国外汽车公司就开始了模具CAD/CAD技术的研究。这一研究主要用于汽车车身的设计，并且各大汽车公司也建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具设计与制造。目前，模具CAD/CAM技术也应用于我国许多企业，并在计算机自动编程技术取得了丰富的经验，大大提高了模具的使用精度和生产率。然而，现在我国还有许多企业仍然停留在手工设计模具的阶段，其模具CAD/CAM技术工作也只是用计算机进行二维设计，只有少数企业的汽车模具设计和制造水平接近于国际先进水平。

现在，由于我国汽车模具的设计及制造效率低，设计方法也很难适应汽车工业发展需要，这导致了我国设计开发的新车型与发达国家相比相差甚远。而花高价钱从国外引进CAD/CAM技术又会严重阻碍我国汽车产品的更新换代。要提高我国汽车设计及制造水平我们只能研发自己的模具CAD/CAM技术，并以国外先进的通用计算机造型软件为基础进行二次再开发，从而提高我国模具CAD技术的发展。

3.2CAD/CAM技术在汽车车身中的应用

汽车车身是汽车的重要组成部分，是整个汽车零部件的载体，它的质量在汽车制造技术中占有很重要的地位。现在，汽车车身技术的发展状况反映出一个国家的汽车工业水平，要是我国的汽车工业水平赶超世界先进水平，关键是提高汽车车身设计和制造水平。

国外现代车身开发已进入采用“并行生产”的方式和无图纸化的阶段。“并行生产”可以减小重复设计的麻烦，缩短修改设计的时间：并让生产部门尽早获悉产品的设计意图、分析新设计的可行性。这些都是通过CAD/CAM一体化实现的，即车身开发过程由一个“工程数据管理系统”管理，统一信息流，统一数据库。这样可以提高车身开发的效率，又便于保证质量。

我国已建成的CAD/CAM系统，目前由于缺乏人才去充分开发和应用，还没有形成CAD/CAM系统技术。在汽车车身CAD方面上是沿用传统设计方法基础上作局部的辅助，主要是在表面集合图形和线图形上取得效益。在CAM方面，各汽车厂首先将力量投入到车身模具的曲面数控加工，以代替传统的曲面方型加工，取得了良好的经济效益。

3.3CAD/CAM技术在汽车底盘中的应用

汽车底盘是汽车设计中重要的一环，对汽车产品质量起决定性作用。现在由于计算机在汽车上的应用汽车底盘发生了重大变革，它改变了汽车传统的机械装置，并增加了许多新的功能，使汽车的驾驶更为简单方便，乘坐更为舒服安全。

汽车底盘在布置设计时都是在三维空间内完成的，因此在设计中为了建立整车坐标系及总称的坐标系，设计人员必须在CAD/CAM系统中准确确定零部件位置。在已经建立的整车坐标系及总称的坐标系中建立数学模型，用坐标点的方法完成总称装配。在设计完成后，CAD/CAM系统还要进行干涉检查，包括位置干涉检查和运动干涉检查。

3.4CAD/CAM技术在汽车轻量化中的应用

为了改善汽车的各项性能，降低油耗节省资源，在设计和制造时要尽量减轻汽车重量。在现代汽车工业中，为了实现汽车轻量化，很多企业都采用了CAD/CAM一体化技术，CAD/CAM技术包含了汽车设计和制造的所有环节，为实现汽车轻量化起着很重要作用。汽车轻量化的重要途径就是在设计汽车时先对汽车总体结构进行分析和优化，对汽车各零部件的所使用的材料进行分析，实现汽车各个零部件的精简、整体化和轻质化。在设计时利用CAD/CAM技术，对汽车各个零部件及构件配置，使用材料厚度的变化进行分析，并对系统由数据库中提取的生成的有关数据进行工程分析和计算。对采用质量比较轻的零部件，系统进一步对布局和运动干涉进行分析，是质量轻的材料能够满足汽车设计的各项要求。CAD/CAM技术还可以代替实车进行仿真模拟，对轻量化汽车进行振动、疲劳和碰撞分析。

4、总结

CAD/CAM技术在我國汽车行业中的应用，虽然带动了汽车在设计和生产方面的变革，但和国外先进技术水平相比还存在着相当大的差距。现在CAD技术正向着集成化、网络化、智能化等方面发展，我们只有抓住时机，积极研发，才能跟上世界科技发展的步伐，与时俱进，和其他国家汽车发展方向保持一致，提高我国CAD技术在汽车行业应用水平。

参考文献：

[1]宋晓琳，汽车车身制造工艺学[M]，北京：北京理工大学出版社,2006

[2]李春明，现代汽车底盘技术[M]，北京：北京理工大学出版社，2008

[3]陈炜，林忠钦，汽车覆盖件模具结构并行设计[J]，MouldBBs，2004(10)

塑料在汽车内饰上的应用研究 第6篇

1. 塑料在汽车内饰上的使用

文章在本节, 首先结合实际的工作经验, 对塑料在汽车内饰上的使用进行梳理, 以明确汽车内饰中各个塑料的部分以及其相关的特点, 继而为进一步探究塑料的有效应用提供相关的参考。

1.1 仪表盘的使用

仪表盘是汽车内饰中最为直观的一个地方, 其不仅要保障使用的准确性与安全性, 对设计造型的美观程度也有极高的要求。而塑料是仪表盘最为重要的材料, 通过合理的选材, 保障显示的清晰度、灯光的透明度、以及相应的设计造型, 能够为汽车带来准确的记录, 并提升汽车内饰的美观性。现阶段, 根据不同造型的需要, 仪表盘塑料往往会有硬质和软质两种, 开发商在实际设计与选材的过程中, 应当根据设计的需要以及成本来选择适当的材料, 在保障实用性的同时实现造型的进一步美观。

1.2 门板的使用

门板也是塑料使用比较多的地方, 一般情况下, 为了安全性与美观性的结合, 门板选材一般使用复合型的材料, 保障其基本的安全需要, 又能够实现基本的可塑性。现阶段, 随着汽车档次的提升以及对于内饰要求的提高, 消费者对于门板的要求也在不断的提升, 尤其是相关的开关、门板的弧度、造型、触感以及耐脏性等都成为重要的考究因素。

1.3 内饰配件的使用

汽车内饰中还有不少方便消费者或者提升汽车档次的配件, 这些配件有很大一部分选用塑料材料, 虽然这些配件只是占了汽车内饰的一小部分, 但其对于提升汽车内饰品味以及层次有着很大的影响。便利性能够提升消费者驾车的舒适度, 而一些提升层次的内饰往往又会带给客户更大的满足感, 因此这一块的设计以及塑料的使用方面也至关重要。塑料的选材、设计以及清洁性也都是制造商应当重点考虑的内容。

2. 塑料在汽车内饰上应用的注意点与趋势

从之前的分析可以看出, 塑料在汽车内饰中的应用广泛, 而随着消费档次的提升, 汽车内饰对于塑料装饰的需求与要求也在不断的提升, 如何对塑料的使用进行考究, 如何在保障成本的基础上, 不断的借助塑料的特点打造舒适的内饰环境, 如何提升的汽车的品味与档次, 又保障材料的清洁性等都是未来塑料在汽车内饰应用方面重要问题。本节, 文章结合前期的分析, 对塑料在汽车内饰上应用的注意点与趋势进行探究。

2.1 可塑性与成本双重考究, 提升汽车内饰档次

随着汽车档次的提升以及消费考究点的增多, 消费者对于汽车内饰的美观与舒适要求也在不断的提升。这就要求塑料在造型、触感、美感等方面都要有不错的可塑性。而质量越高的塑料, 往往也意味着成本的不断提升, 因此除了考虑内饰的美观与层次, 还应当充分考虑选材成本, 以保障汽车的基本竞争力。在这种情况下, 汽车设计者与制造商要充分的进行对接, 以市场的需求为导向, 以制造的成本为参考, 找到其最佳的结合点, 并以此为参考进行设计的修改与完善, 最终使得其在内饰中发挥最大的作用, 保障消费者的舒适度与汽车自身的美感。

2.2 清洁塑料是未来汽车内饰中的主要选择

人体的健康以及环境保护等也是现代汽车消费者重要的考虑内容, 随着经济的发展以及生活、消费水平的提升, 这些要求也会不断的提升。因此除了现阶段考虑的成本、质量、可塑性与美观等问题, 汽车制造商要充分的考虑塑料的选材, 将现阶段开发的天然纤维、清洁塑料、可回收塑料等作为重要的考虑材料, 对品质与可塑性进行把关, 继而考虑如何在汽车内饰中进行使用。这样, 在获得汽车内饰美观的前提下, 保障了汽车内部空间的情节, 以保障了汽车生产的清洁性和后期汽车处理的清洁性。这些因素的考究可以真正的提升汽车的档次, 满足现代消费者未来的需求, 也能保证汽车在未来进一步获得软性竞争力。

2.3 安全性防范将会成为塑料选用的重要考究内容

虽然汽车的安全性主要在于其外壳、安全气囊、刹车等方面, 但是内部设计以及选材也是关系安全的一个重要的因素。合理的内部设计往往能够在必要的时候保护驾车者以及乘客的安全, 也不会对车内人员造成二次伤害。因此, 在现阶段使用塑料进行汽车内饰的过程中, 制造商同样要对塑料的质地等因素进行考察, 在保障基本的外观需求以及清洁需求外, 积极提升内饰的安全性, 继而以二次保护为亮点, 打造美观、高档又安全的新一代汽车内饰。

结束语:

文章结合实际的工作经验, 对塑料在汽车内饰上的应用进行研究。汽车内饰过程中, 塑料主要用于仪表盘、门板以及配件等各个方面, 各处的使用对塑料的要求又存在着差异。为了保障未来塑料的有效应用以及汽车内饰档次和质量的提升, 现阶段, 汽车制造商除了保持原有的制造质量外, 还应当积极的对塑料的应用进行探究, 一方面对可塑性与成本进行双重考究, 提升汽车内饰档次;另一方面, 充分考虑清洁塑料的使用, 迎合未来的趋势;最后要将安全性重新列入内饰的重点考察内容, 充分提升塑料的品质与防护性。

参考文献

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第7篇

摘 要：目前CAD技术已经广泛的应用于建筑制图中，本文通过对CAD二次开发技术应用的分析，提出了在建筑制图中CAD技术二次开发的手段和形式，为制图人员更好的利用CAD提供参考意见和建议。

关键词：CAD二次开发；建筑制图；手段；形式

一、CAD二次开发的概念

CAD是Computer Aided Design的英文缩写，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的一个软件。目前，建筑制图行业广泛使用的CAD软件是美国AUTODESK公司开发的Auto CAD软件，它是一个功能强大、易学易用、具有开放型结构的软件，不仅便于用户使用，而且系统本身可不断地扩充和完善。AutoCAD成为全球二维CAD的标准，它不但具有开放的体系结构，而其还允许用户和开发者采用高级编程语言对其进行扩充和修改，即二次开发。二次开发能最大限度地满足用户的特殊要求，它可以根据客户的特殊用途进行软件的客户化定制，从而能够大大缩短制图的时间，还是一种有效的提高正确性的途径。

二、建筑制图CAD二次开发的主要内容

建筑制图中要经常使用很多标准和图库。不同国家不同公司都有自己的制图规定和标准。通常使用的AutoCAD不可能涵盖全部。这样对于制图人员，如果使用没有二次的CAD，需要进行大量的初始设置和标准建立，浪费大量的时间，而且极易产生错误。针对这些问题，使用者利用软件本身的开放结构，对CAD进行二次开发，其主要内容包括：①用户自己编写各种自定义函数，形成若干LISP、ARX、VLX或ADS等文件。②建立便于建筑制图使用者自身要求的菜单文件，简单的做法就是在AutoCAD原菜单文件内添加自己的内容，然后通过调用的方式加入到系统中去，便于使用。③在系统的ACAD.LSP或类似文件中加入使用者自己的程序以便进行各种初始化操作，在启动时自动装入一些文件等。④设置某些路径。这些操作在程序开发成功后向其它AutoCAD系统上安装应用，特别是需要大批安装时，需要进行很多文件检索、内容增删、子目录创建、文件拷贝、系统设置等繁琐工作，令上述工作全部自动进行，使整个二次开发程序在每次使用Auto CAD情况下自动嵌入系统。

三、建筑制图CAD二次开发的手段

既然二次开发是非常必要的，如何进行有效的开发就成为使用者主要考虑的问题。针对不同的使用情况，采用不同的二次开发手段。以下总结了三种常用的CAD二次开发手段，根据实际情况采用：

（1）通过标准库文件，改造或建立建筑制图的标准库文件。通过定制修改屏幕、对话框及下拉选单，定制修改标准建筑模块形或绘图符号、线型和阴影图案等。

（2）与其它软件之间的数据交换。如使用图形交换文件进行交换；利用剪贴板进行静态数据传递及存储等。

（3）使用Auto LISP、ADS、APR 及VBA等进行编程，这是二次开发的主要内容。Auto CAD共提供了4种不同层次的开发工具：①Auto LISP程序设计语言是一种用于Auto CAD环境的解释语言。由于其语法灵活、简洁，表达能力强，非常容易掌握。大多数开发人员都是用Auto LISP进入开发的。还有如Auto LISP内置于Auto CAD中，与Auto CAD通信简便。同时，在编制大系统中，可以将一个大系统分成若干个模块，利用Auto CAD中函数实现相应的功能，并在函数之间相互调用，通过主程序加以控制。因此，完全胜任大系统的编程要求。②ADS开发系统.ADS是Auto CAD提供的基于C语言开发应用程序的系统。它对开发人员的C语言要求较高，ADS作为一组Auto LISP外部函数由Auto LISP解释器装入、解释并请求Auto CAD运行。由于ADS程序必须通过Auto LISP解释加载，所以，ADS各方面使用性能相应受到限制，同时，随着网络技术的迅速发展，面向过程的ADS已经有些力不从心了。越来越少的开发人员使用这种手段。③ARX开发环境.面向对象的编程环境ARX在编写应用程序时不需经过Auto LISP解释加载，它可和Auto CAD进行共享地址空间并拥有同一线程，这使ARX编写的命令与Auto CAD中的Line、Circle等命令处于同一级别，显然要比Auto LISP、ADS方式得到更快响应，同时ARX程序一经注册，即被添加到Auto CAD原始命令集中，成为Auto CAD命令集的一部分。④利用VBA组件进行开发。这使得开发者对于Auto CAD系统内部的模块的替换和添加成为可能。但这必须建立在开发者对于VBA熟悉，把Auto CAD中的实体作为对象，对这些实体的操作作为方法，编制处理过程或宏命令。这一开发手段，使得开发者能进入至Auto CAD内部进行用户化处理。这样Auto CAD向可用户化迈进一步。

四、建筑制图CAD二次开发的形式

根据Auto CAD提供的开发手段，最常用的Auto CAD开发形式有参数化CAD、成组CAD、交互式CAD和智能化CAD四种主要形式：

1.参数化CAD

参数化CAD应用软件主要用于标准化；系列化和通用化程度比较高的定型产品。输入建筑制图的主要参数，通过计算机量规的数据库中的数据，进行必要的计算，将查询或计算得到的数据，在标准图样上进行变量代换，实现参数化绘图，最后生成符合要求的图样。可见，这类软件使用时效率较高，但由于专业性较强，使其推广受到限制。因此，它适于企业技术人员自行进行开发。

2.成组CAD

成组CAD应用软件利用成组技术原理，将需要设计的零件特征编码与源设计编码相比较，通过屏幕提示，决定对源设计零件直接引用或进行修改。但是，由于成组CAD是针对某一类或一系列产品进行开发，所以应用的广泛性受到了一定程度上的约束。

3.交互式CAD

交互式CAD应用软件由于利用人机交互的方式进行设计，模拟了制图人员的制图过程。利用Auto CAD中菜单的定制及制图人机交互的对话框等，从而满足在制图时人机交互的需要。交互式CAD具有应用广泛性、使用灵活性、设计对象的适应性等特性，但对于开发人员的设计水平要求较高。

4.智能化CAD

智能化CAD就是将人工智能技术与CAD技术融为一体的专家系统。系统的更高的创造性思维活动层次上给予人员有效的辅助，是真正意义上的计算机辅助设计。如专家系统技术的引入，可引进专家设计的思路，提供设计方案的选择，最终能够模拟专家设计过程，根据设计中的问题提出合理的解决方案。显然，采用智能化CAD的专家设计系统也可能使一般的設计人员做出专家级水平的设计来。

五、结论

从各方面分析来看，Auto LISP仍然是Auto CAD的基本开发手段。ADS将逐步被更为完善的ARX所取代。VBA则成为Auto CAD用户二次开发的另一支生产军。Auto CAD提供的开发手段让各类开发者都能有适合于自己的开发工具。CAD的二次开发给建筑制图带来了革命性的进步，不仅大幅度的减少了作图时间，减轻制图者的负担，而且作图的质量也得到了保证。未来建筑CAD二次开发必将得到更广泛的应用。

参考文献：

[1]李琛琛；建筑CAD基础与应用.北京：机械工业出版社，2010.9.

[2]耿国强，张红松，胡仁喜，等.AutoCAD2010 中文版入门与提高.北京：化工出版社，2009.

CAD技术 CATIA在汽车内饰件开发的应用 第8篇

一、基于模拟设备项目开发的三维CAD技术在教学中应用的意义

1.基于模拟设备项目开发的三维CAD技术在教学中应用的含义

笔者所在学院自2006年以来，通过对多个制造企业的调研，总结企业产品开发方法与流程、在三维CAD平台中产品开发的实现方法、设计规范总结、数据接口、培训、资源、数据管理等方面内容，为适应企业对三维CAD技术人才的需要，努力提高学生三维CAD技能水平的同时积极拓展三维CAD技术在教学中的应用领域，提出并初步形成的“以学生为主体组成模拟设备三维CAD设计创意团队，利用现有实际设备开发出相应模拟设备，形成了一批有代表性的模拟设备，并将其应用到各专业教学实践中去，从已成形的模拟设备中推荐优秀三维CAD作品参加全国3D大赛的评选，并予以奖励”的整套教学项目研究课题。

2.基于模拟设备项目开发的三维CAD技术在教学中应用的意义

（1）提升学生三维CAD技术的应用水平，符合企业产品设计开发的流程，适应企业产品设计开发方法的变革，为就业提供广阔空间。纵观企业产品的设计过程，设计人员首先在头脑中构建的产品是三维实体，受限于产品建模和表达的手段，设计产品只能采用投影的方式，所以必须将实体的表面形状抽象成基本模型单元，依循正投影法、转换规则和制图规范把实体表现在二维平面上。产品制造人员则需要按转换规律将二维视图中的局部信息通过想象、整合，将该实体的形状再现在头脑中，而后再进行分析、工艺设计、生产加工出产品。应用二维图样表达的三维物体不直观，从三维物体到二维图样的画图过程以及从二维图样到三维物体的读图过程都需要工作人员有较强的制图基本功。对于制图基本功差的设计人员和制造人员，限制了产品设计和制造信息的表达和交流，限制了设计者的创新思维；对于没有制图基础的设计人员和制造人员，这种二维图样表达三维物体的方式，几乎是一道难以逾越的障碍。而三维CAD技术在越来越多企业中的应用，符合设计活动的客观规律，实现了机械产品设计方法的变革，为适应这种变革，必须使学生在走向工作岗位以前就熟练掌握三维CAD技术在产品设计开发中的应用。因此，以模拟设备项目的开发为教学工作任务，锻炼了学生三维空间想象力，采用直观简单的拖放式技术，像搭积木一样把需要的实体放进去，运用鼠标通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列、打孔等操作不断改变其结构，最终完成整个产品的设计，提升了学生的三维CAD技术的应用水平，更符合企业设计人员的需求，为就业奠定坚实的基础。

（2）现代化教学（如多媒体技术）的广泛应用，为基于模拟设备开发的三维CAD技术在教学中的应用提供广阔的平台。在现阶段高等职业教育教学中有很多课程需要实物模型帮助学生理解教学内容，而传统的教学方式是利用实物或者教师自制简单模型进行讲授。这种教学模式下存在的问题是实物携带困难，根据教学需要更改模型的可操作性也不大，自制模型简单，缺少变化，并且要花费教师的很多时间，没有经验的年轻教师完成这项工作也有困难。如果没有模型，仅仅依靠讲解，这样要想把一个立体结构讲清楚又是很困难的事情，对于缺少对实物感官认识的学生理解没有模型的讲解不是一个简单的事情，这个过程很容易出现偏差。在实际教学中存在的另一个问题是传统的教学模型更新换代的速度慢，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要，传统教学模型基本上不能够修改，更换时的问题是新模型或实物成本高，旧模型基本没有再利用的价值。

三维CAD技术在教学中的应用完全可以避免传统教具的缺点，它在具有实物教具直观，容易理解的优点的同时，克服了传统教具的不足，避免了携带困难，模型修改方便，添加新模型的成本低（计算机建模），学生根据自己的理解也可自己和建立新模型，达到降低教学成本，提高教学质量的目的。另一方面，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，也为之将来走向社会打下良好的基础。

（3）适时引进竞赛机制，形成“以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新”的理念，提高学生学习兴趣，切实践行职业教育的“实践性、开放性、职业性”。坚持定期举办三维CAD技术技能大赛，并且融技能大赛于日常教学中，开展具有强烈针对性和高度逼真性的专业知识理论教学、操作训练。同时，每年在进行模拟设备项目开发时举办三维CAD技术研修班，就学生在设计产品时易出现的问题进行专项辅导，并对设计设备的全过程实行导师制度，巡回指导，直至设备设计成形，组织校内外专家进行认真评审，并推荐在技能大赛中取得优异成绩的三维CAD作品参加全国3D大赛的评选。通过引入竞争机制，使学生理论联系实际更加具体，学习的过程充满趣味性；通过技能大赛使学生养成思考—联想—训练—再思考—再联想—再训练的思维习惯,最终培养出具有良好的理性思维与实践能力的实用性与创新性人才。图1至图3为2009年学院参与全国3D大赛作品（网址：http://3dds.3ddl.net/gameAction.do?method=WorkgroupShow）。

二、基于模拟设备项目开发的三维CAD技术在教学中应用的几点思考

1.结合三维CAD技术的发展对机械制图等基础课程进行彻底的教学改革

在新的形势下，学院现在采用的教学模式、教学方法与社会对高素质、高技能的人才的需求相比已经远远不够。机械制图教学的作用应是：有助于培养空间思维能力和图形表达能力；利用计算机进行构形设计的能力；培养探索精神及团队精神。机械制图课程教学改革，应着眼于高素质、高技能人才的培养，教学重点应由制图方法转向工程设计的系统思想和创新意识的图形表达，由以传授知识为中心转移到能力培养上来，将现有的机械制图二维制图为主线改革为构建以三维实体设计为主线，三维实体表达方法和二维工程图表达方法并重的知识结构体系。同时，根据三维CAD技术的发展，把三维CAD技术引入到理论力学、机械设计基础、机械零件、机械制造技术、数控技术加工等枯燥难学的课程中，以提高学生的学习效率和学习的积极性，也为应用型、创新型人才培养奠定了素质基础。

2.进一步组建智能化信息网络平台，方便设计者沟通与共享

一个大中型产品的设计不是一个人或少数几个人就能够完成的，而网络将这种设计任务的并行性的可能性大大提高。局域网和INTERNET的普及，已使三维CAD技术设计人员之间的交流更容易，减少了设计过程中的不必要错误。目前，我院局域网平台已搭建完毕，但在输出设备的链接上仍有很大欠缺，如设计好零件后想要在终端设备（如数控机床）上进行加工，因输出设备未接入局域网，尚未能实现。另外，模拟设备开发出来后，整体装拆的过程对教学可以起到一定演示作用（代替模具的作用），但具体总成装拆过程的模拟化（如一些拆装实训项目中，对一些总成可以在计算机上进行模拟拆装，再进行实物拆装），尚有欠缺。

3.联合企业加快编写三维实体造型相配套的机械制图教材

目前，由于国内还没有与三维实体造型、二维图形表达并重的知识体系相配套的较理想机械制图教材，因此必须联合相关制造企业，收集一些素材，组织校企双方人力专门进行编写。

4.建设一支高素质的机械制图教师队伍

由于三维设计的知识体系强调动手能力与创新能力，内容涉及许多新的技术，除了要求教师能进行多媒体讲课外，要求教师实地演示的内容也较多，涉及了多种软件，因此对教师的素质与能力要求较高，需要建设一支高素质的机械制图教师队伍。

现代三维CAD技术正逐步走向成熟，如何在职业教育教学过程中结合现代制造业三维CAD技术的发展进行教学改革是一个长期永恒的课题，需要我们每一位职教工作者在教学实践中不断摸索、研究与完善，以适应职业教育改革发展的需要。