汽車CAD、CAM、CAE設計實例

1、車身CAD/CAM/CAE報告學院：車輛與能源學院專業(yè)：2021級車輛工程學號：S12085234009姓名：劉建霞日期：2021年7月5日CAD局部一曲面建模一一鼠標外形設計1在XY面內建立草圖1,并使其與兩水平軸相切2再進入XY面建立草圖2,并使其兩端點與草圖1的兩端點“相合,且也與兩水平軸相切可直接使其與草圖1相切實現(xiàn)圖H1早圖1圖1.1.2草圖23進入YZ面建立草圖3,并使其兩端點與草圖1、2的交點相合圖1.1.3草圖3圖1.1.4平面14建立ZX面的偏移平面1,并用“線一一相交命令找到它與已創(chuàng)立的三條曲線的交點此處命名為“相交1、2、35在平面1內用“樣條線命令創(chuàng)立草圖4,并使其上的

2、3個限制點與上一步創(chuàng)立的相交1、2、3相合圖1.1.5草圖4圖1.1.7鼠標外形6用“多截面曲面命令創(chuàng)立鼠標外形曲面,其中截面選擇草圖1、2、3,引導線選擇草圖4,并注意調整箭頭方向,使其一致,這樣就完成了鼠標外形的創(chuàng)立.)實體建模1彈簧設計(1)在“線框與曲面設計模塊創(chuàng)立螺旋線：首先建立3個點,一個作為螺旋線的起始點,另外兩個建立成螺旋線的軸圖1.2.1點1圖1.2.2點2睢產(chǎn)力圖1.2.4螺旋線旋轉軸圖1.2.3點3圖1.2.5螺旋線(2)建立掃掠平面,在該平面上建立草圖1(圓形),作為彈簧的截面(3)進入“零件設計模塊,用“肋命令掃掠成彈簧圖1.2.6掃掠平面圖1.2.7彈簧截面草圖圖1

3、.2.8掃掠(4)實際中經(jīng)常遇到變螺距的情況,可通過螺旋線一一法那么曲線進行定義,修改螺距的起始值和結束值以及類型,從而實現(xiàn)變螺距彈簧的創(chuàng)立圖1.2.9變螺距彈簧的創(chuàng)立(5)實際的彈簧底部是平的,可以通過創(chuàng)立適宜的平面對彈簧底部切平實現(xiàn)：在彈簧底部端面上創(chuàng)立點4)并通過“平面一一曲線的法線命令創(chuàng)立平面2(其中曲線選擇彈簧的軸線,點選擇點4)圖1.2.10平面2(6)進入“零件設計模塊,用“分割命令將底面切平即可.圖1.2.11彈簧實體(3)用“盒體命令將以上旋轉體抽殼為具有一定厚度的盒體,即花瓶瓶身圖1.3.3盒體(4)下面完成瓶把的設計,首先創(chuàng)立瓶把外形的草圖2,再建立草圖2的法向平面并在該

4、平面上創(chuàng)立草圖3,作為瓶把的截面圖1.3.4草圖2圖1.3.6草圖3圖1.3.5草圖2的法向平面(5)用“肋命令將草圖3沿著草圖2掃掠為瓶把實體圖1.3.7掃掠(7)瓶把修整：將“肋命令的前一項定義為當前工作對象,進入“創(chuàng)成式外形設計模塊,利用“邊界一一提取命令提取瓶身的內壁(8)再將“肋命令定義為當前工作對象,利用“分割命令實現(xiàn)瓶把的修整(分割元素選擇上一步提取的面)(9)通過“鏡像命令完成另外一邊的瓶把圖1.3.8提取圖1.3.9分割圖1.3.10鏡像圖1.3.11花瓶三逆向建模一一香波瓶設計1輸入點云及點云處理進入“外形DigitizedShapeEditor模塊,通過“cloudimp

5、ort命令輸入點云,點云的處理命令只要有Remove刪除、Filter過濾、Activate激活等圖1.4.1點云2將點云生成掃描線,掃描線生成實線,從而生成實體1瓶身設計通過“Activate命令只激活瓶身局部點云,通過“PlanarSection命令生成該局部點云的掃描線圖1.4.2生成瓶身部掃描線通過“CurvefromScan命令將掃描線生成實線圖1.4.3將掃描線生成實線換入“創(chuàng)成式外形設計模塊,用“多截面曲面命令生成瓶身曲面選擇除瓶身凹陷處的另外6條曲線圖1.4.4多截面曲面用“操作一一外插延伸命令將瓶身兩側延伸,并用“分割命令進行裁剪.同理將瓶身曲面向瓶嘴和瓶底方向進行延伸以便后

6、續(xù)處理.圖1.4.5外插延伸圖1.4.6分割(2)瓶身凹陷處設計顯示點云,在ZX面創(chuàng)立草圖1,令該草圖盡量與點云凹陷處曲線接近,并通過“拉伸命令將該草圖拉伸通過“圓角命令將瓶身和拉伸面之間倒圓角,生成的圓角即為所求.同理可作出另外一側的凹陷局部圖1.4.7凹陷處草圖1圖1.4.8凹陷處拉伸圖1.4.9凹陷處圓角(3)瓶底設計進入逆向模塊,激活點云,通過“3A3DCurve命令創(chuàng)立3D曲線(選擇底部點云中的3個點創(chuàng)立)換入“創(chuàng)成式外形設計模塊,通過“線一一點面復制命令復制上述3D曲線上的3個點,并通過這3個點創(chuàng)立平面1,在該平面上創(chuàng)立草圖2用“填充命令將草圖2中的矩形填充為面,然后用ZX面分割該

7、矩形面,最后用“圓角命令在分割后的面與瓶身間倒圓角,生成的圓角即為所求圖1.4.10瓶底部3D曲線圖1.4.12草圖2填充圖1.4.11瓶底部草圖2圖1.4.13瓶底局部割圖1.4.14瓶底部圓角與瓶底部的做法類似,先在瓶頸部點云創(chuàng)立3D曲線,然后復制其上的3個點,通過這3個點創(chuàng)立平面,在該平面上創(chuàng)立矩形草圖,將草圖填充成曲面,用ZX面分割該曲面,最后用圓角在分割后的曲面和瓶身間倒圓角,形成的圓角即為所求.圖1.4.16瓶頸部草圖圖1.4.17瓶頸部圓角激活瓶嘴部點云,生成掃描線將掃描線生成實線,由于生成的實線不一定是圓弧,為后續(xù)工作帶來不便,解決方法是用一段近似的圓弧來代替它：通過“點面復制

8、命令復制實線上的3個點,通過這3個點建立平面,在該平面上創(chuàng)立一段與實線近似的半圓弧拉伸這段半圓?。浩靠诙死熘僚c點云瓶口段所在位置一致,瓶頸段可多拉伸出一些利用“圓角命令在拉伸曲面和上一步創(chuàng)立好的曲面間倒圓角,生成的圓角即為所求圖1.4.19瓶嘴實線的近似圓弧圖1.4.18瓶嘴掃描線生成的實線圖1.4.21瓶嘴圓角3整個瓶子以ZX為對稱面,可利用“對稱命令做出另一半,并用“接合命令將兩半縫合為一個整體圖1.4.22最終實體二CAE局部1輸入幾何模型擴展名為.stp或.igs1importtype選擇Geometry,選擇step或iges,然后翻開擴展名為.stp或.igs的文件,并點擊App

9、ly2圖形窗口顯示了輸入的幾何模型,在左側Model列表下顯示component組件樹形圖,可以通過點擊相應按鈕隱藏/顯示或改變組件顏色.圖2.1輸入幾何模型Emftni*ruQ»pRTi.圖2.2顯示模型樹狀圖圖2.3輸入的模型圖2.5中面圖2.4顯示中面樹狀圖2幾何清理(1)抽取中面Geom-midsurface(surfs-all)extract-returnpinholesallGeom-defeaturepinholes-diameter10.00-find一孔中心出現(xiàn)surfs點擊孔所在的面xp-delete-returnGeomipointeditsuppress點擊圖

10、中孑L的圓心點一suppressreturn這樣就去除了直徑小于10的孔及其圓心圖2.6去除小孔圖2.7去除孔心(3)去除小圓角Georm-defeature-surfminradius:1.00fillets-maxradius:5.00-findremove-return.依次將所有半徑在1-5surfs點擊圓角所在的面之間的小圓角去除圖2.8去除圓角圖2.9去除圓角后的中面3劃分單元及單元質量檢查修改(1)劃分縱梁單元2Dautomesh-size-15.0°d-elemstocurrentcomp右擊zongliang幾何體-makecurrentsurfs點擊圖中需要劃分單

11、元的面一meshreturn劃分好的網(wǎng)格與組件顏色一致圖2.10劃分縱梁網(wǎng)格(2)縱梁單元檢查修改一分仇：不合格2DWitelementdeanup-黃色：警告-可拉動下點修改單兀至合格ToolcheckelementI設置各項的上下限值后單擊每一項即顯示不滿足該項的壞單元2Dqualityindex選擇壞單元可批量修改優(yōu)化對于頑固壞單元,可以通過刪除再重新創(chuàng)立或直接剖分等方法進行修改(3)劃分托架單元及托架單元修改方法同縱梁單元的劃分與修改圖2.14托架網(wǎng)格壞單元圖2.13劃分托架網(wǎng)格4施加約束、載荷(1)創(chuàng)立集合器Loadcollectorscreati編輯名稱和顏色,用同樣的方法創(chuàng)立約束

12、集合器spc和載荷集合器force(2)在不同的集合器中分別施加約束和載荷施加約束令spc變?yōu)楫斍耙籄nalysisconstraintscreat選擇圖中需要施加約束的節(jié)點-creat施加載荷圖2.15創(chuàng)立集合器令force變?yōu)楫斍耙籄nalysisforce-creat圖2.17施加載荷5設置材料屬性擇MATcreat/editm-tuojia和m-zongliangMeterialcreat編輯名稱,cardimage選(E=2.1e5,NU=0.3,RHO=7.8e-9).用同樣的方法創(chuàng)立名為的材料6設置單元屬性(1)創(chuàng)立縱梁單元屬性propnamepzongliangProperti

13、escreatcardimagepshell-creat/editT=3-returnmaterialmzongliang2創(chuàng)立托架單元屬性同上,名稱p-tuojia,厚度T=27將單元屬性賦給單元集合將zongliang屬性賦給zongliang單元集合Components-assign-c0mpszongliangselect-assignpropertypzongliang同理,可將tuojia屬性賦給tuojia單元集合8設置工況name編輯為caseAnalysisloadsteps-spc已建好的約束spc顯示其id號-createdit10ad=已建好的載荷force顯示其ID號

14、displacementOutput-stressstrain9設置限制卡Analysiscontrolcardssolstaticsautospcyes-parambailout1post210輸出結果文件Exporttype:FEModel,輸入文件名一apply一在路徑下出現(xiàn)一個擴展名為.fem的文件11求解Analysis-solver-optistruct-inputfile:找到上一步輸出的.fem文件solve求解窗口顯示：processcompletedsuccessful,路徑下出現(xiàn).op2(大于1kb)的文件,表示成功12觀察結果(1)將.op2文件轉換成.res文件Ana

15、lysissolverhmnasto2inputfile:.op2Soloutputfile:復制inputfile中的路徑,并將op2改為resve路徑下出現(xiàn).res的文件(2)調入結果文件力,0lllWi二“12HUM11Ieresultsfile選擇.res文件(3)觀察®Postdeformeddatatye:displacementdeform-顯示位移變形Postcontour-datatye:vonmisesstrsZ1contour顯示應力圖2.19路徑下的文件三CAM局部1輸入模型翻開軟件NX6.0一輸入.stp的模型文件圖3.1輸入模型2建立毛坯幾何開始一建模一草

16、圖一拉伸圖3.2創(chuàng)立草圖圖3.3草圖拉伸3設置加工坐標系開始一加工-操作導航器-幾何視圖-雙擊MSC_MILL選擇CSYS寸話框一拖動加工坐標系XM-YM-ZM至刀具可接近的點,方便對刀,并調整ZM軸大致與零件垂直,作為刀具上下移動方向4定義毛坯、零件幾何雙擊WORKPIECE旨定毛坯和零部件圖3.4設置加工坐標系圖3.5定義毛坯和零件幾何5粗加工(型腔銃)(1)創(chuàng)立刀具加工模塊一創(chuàng)立刀具-類型；mill_contour刀具子類型：MILL-確定-直徑-20底圓角半徑-0刀具-刀具號-1刀具補償-1長度補償-1-確定名稱：D20R0D-50夾持器-L-50B-10R1-10(2)創(chuàng)立操作類型；millcontour操作子類型：CAVITY_MILL-確定-程序：NCPROGRAM公型刀具：D20R0位直-r,八幾何體：WORKPIECE方法：MILLROUGH切削模式：跟隨部件加,俁里一刨建操作-平回直徑白分比：50-全局每刀深度：46半精加工(型腔銃)(1)創(chuàng)立刀具直徑-10底圓角半徑-4刀具-刀具號-1類型；mill_contour刀具補償-1加工模塊一創(chuàng)立刀具-刀具子類型：MILL-確定-長度補償-1-確定名稱：D10R4D-50夾持器-L-50B-10R1-10(2)創(chuàng)立操作類型；millcontour加工模塊一創(chuàng)