汽车cad技术发展概述

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1、汽车CAD技术发展概述发布日期:2005-9-4 7:50:57作者:北京航空航天大学 陈南飞出处:随着计算机技术的飞速发展,CAD已经广泛用于各个社会生产领域,特别是对于生产复杂产品如飞机、汽车、家电等制造业尤为重要。汽车是一件复杂的产品,其开发流程涉及到极大的工作量,借助于先进的CAD技术,能降低开发人员的工作量并提高产品质量。本文将根据模具设计、车身设计、底盘布置设计、汽车轻量化等方面来阐述CAD技术的应用状况及其发展前景。   1、前言   1963年,麻省理工学院的研究小组在美国计算机联合会会

2、议上发表了关于计算机辅助设计的论文,开始了计算机辅助设计技术的发展历程,时至今日,CAD技术已经历了40多年的发展日趋成熟,   CAD技术从出现到现在大致经历了三个历史阶段。   (一)二维绘图阶段,主要是在计算机上表达二维几何图素,并且图素之间缺乏联系,很难保持各阶段设计的一致性。因此,此时的CAD仅仅是手工绘图板的替代工具。另外,在硬件支持系统的价格昂贵,限制了CAD的应用。   (二)第二代CAD软件在二维造型基础上引入三维造型,但也只是极为简单的线框模型。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几

3、何信息,不具备表达几何数据间拓扑关系的能力,实体拓扑信息以及形体表面信息的缺失使得CAM及CAE均无法实现。   (三)在三维造型阶段,几何造型技术经历了三次技术革命。由于线框系统已经不能满足人们的实际需求,法国的达索飞机制造公司的开发者们,在二维绘图系统CADAM的基础上,开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法,推出了三维曲面造型系统CATIA。它的出现为人类带来了第一次CAD技术革命。   实体造型技术能够准确表达零件的大部分属性(至少还不能表达零件的材料信息),从CAD系统获得的设计数据可以用于

4、CAM、CAE等系统,给设计、分析、制造带来了加大的便利。可以说,实体造型技术的普及和应用是CAD发展史上的第二次技术革命。   创建PTC公司(即参数技术公司)的技术精英们,开始研制名为Pro/E的参数化软件,第一次实现了尺寸驱动零件设计修改。到了90年代,参数化技术开始逐步走向成熟,充分体现出其在许多通用件、零部件设计上简便易行的优势。可以认为,参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。     但是参数化技术并没有完全解决所有问题。例如,全尺寸约束这一硬性规定就干扰和制约着设计者创造力

5、及想象力的发挥,而变量化技术既保持了参数化技术的原有的优点,同时又克服了它的许多不利之处。它的成功应用,为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇,驱动了CAD发展的第四次技术革命。   总的说来,现如今的CAD系统采用了统一的数据结构和公用数据库,采用实体造型技术、参数化技术和特征造型技术,给设计人员带来了前所未有的便利。   2、CAD技术对汽车企业的重要性   汽车行业是CAD技术最先应用的领域之一,国外一些著名的汽车公司很早就自行开发CAD软件。到现在,CAD技术几乎被所有汽车公司所采用,可以说C

6、AD技术(包括计算机辅助制造、计算机辅助工程分析)的应用水平,已经成为评价一个国家汽车工业水平的重要指标。在我国,汽车企业一直都作为国家和地方的利税大户,同时也是CAD技术应用的先锋。CAD技术在企业中的成功应用,不仅带来了企业技术上的创新,同时带动了企业经营、管理旧模式的变革。因此,它对我国传统产业的改造、新技术的兴起,以及汽车工业提高国际竞争力等方面,起到了巨大的推动作用。   传统的汽车车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的,其特点是整个过程是通过实物、模型、图纸、样板等来传递信息。随着计算机

7、技术的发展,计算机逐步代替人脑承担起复杂的计算和分析,同时引进CAD等现代设计方法,帮助工程师们抛掉传统的手工方式,既方便设计,又能改善设计质量,缩短设计周期。因此,国外著名汽车公司都不惜花巨资实施CAD技术,一方面加快新车型上市的速度满足复杂多变的市场需求,另一方面节省开发成本,向消费者提供物美价廉、物超所值的产品,从而提高自身市场竞争力。   CAD技术对于中国汽车企业的重要性是不言而喻的。尽管在2002年,中国汽车行业发生“井喷”,一时间汽车成为和手机、房子一样炙手可热的商品,中国汽车业就此迎来了

8、发展的大好时机。同时,国外汽车企业看到了中国广阔的汽车市场,纷纷在华投资建厂,而国内的汽车公司趁机和国外公司合资,以为可以借助外国公司先进的技术来提高自身的研发能力,可实际上事与愿违。外国公司并不愿意把先进的技术介绍给中国的公司,中国公司始终充当着OEM的角色,仅仅是外国公司在中国的制造基地,汽车研发水平仍难有所提高。   在2006年,国家将按照对WTO的承诺取消汽车进口配额。步入21世纪的中国汽车工业将受到来自跨国汽车公司的巨大生存压力

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