前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的汽車設計運動仿真研究，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：
隨著科技不斷發(fā)展，汽車設計逐漸引入虛擬設計。在電子虛擬裝配設計下，建立仿真模型，能夠直觀的規(guī)劃出汽車的實際裝配流程，對汽車實際運行中可能出現(xiàn)的問題進行干涉檢測。基于CATIA運動仿真在汽車設計中的運用，能夠比較有效的對汽車的運動狀態(tài)進行仿真，幫助汽車設備進行定位。為此，本文對CATIA運動仿真在汽車設計中的運用進行研究。
關(guān)鍵詞：
CATIA運動仿真；汽車設計中；運用
科技信息技術(shù)的發(fā)展為汽車設計領(lǐng)域帶來了福音，現(xiàn)代社會汽車設計與生產(chǎn)需要將虛擬技術(shù)應用到汽車制造與汽車設計中來。CATIA運動仿真在汽車設計中的運用，能夠有效的縮短汽車零部件的開發(fā)時間，能夠?qū)ζ嚿a(chǎn)進行動態(tài)的零部件檢測。在本文中以CATIA軟件為例，對如何使用三維軟件，進行汽車設計仿真、汽車運動控制等進行研究。
一、運動仿真與建模
1、運動仿真概述
運動仿真是針對運動機構(gòu)建立其運動的數(shù)據(jù)空間模型，根據(jù)機構(gòu)自身的運動規(guī)律，對機構(gòu)進行數(shù)據(jù)狀態(tài)讀取與分析。在運動機構(gòu)內(nèi)部存在著很多功能較大的零部件，運動仿真能夠分析零部件的運動速度、加速度、作用力、反作用力、力矩等參數(shù)，這些參數(shù)能夠應用于實際機構(gòu)故障檢修與維護上。針對于汽車設計，運動仿真可以根據(jù)參數(shù)進行零件材料的調(diào)整。運用CATIA軟件來實現(xiàn)汽車虛擬裝配的設計，并對其運動進行仿真，使得汽車設計到配件生產(chǎn)的整個環(huán)節(jié)實現(xiàn)可視化。同時該種建模設計還能夠?qū)υO計結(jié)果進行動、靜態(tài)的干涉檢測，提升設備可靠性。CATIA運動仿真對汽車系統(tǒng)進行優(yōu)化，減少實際設計中的失誤[1]。
2、運動仿真建模
汽車運動仿真模型的建立，需要在汽車裝配模型建立之后進行。針對一個汽車系統(tǒng)來說有很多設計需要進行仿真，本文中僅對汽車總布置設計工作中的運動進行建模分析。在仿真建模的目的，主要是對汽車前輪的跳動、方向盤角度輸入、以及傳動軸的校驗。第一，對汽車機構(gòu)運行時的西部動作進行分析，掌握汽車的運動方式和約束條件。第二，前輪跳動。汽車設計的前輪跳動，需要通過上下擺臂之間的球銷連接，來帶動轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)前輪跳動。第三，前輪轉(zhuǎn)動。前輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，主要是依靠方向盤的角度轉(zhuǎn)動，通過拉桿將力傳動給方向機，方向機轉(zhuǎn)動引起車輪轉(zhuǎn)動。第四，前驅(qū)動軸運動。汽車的前驅(qū)動軸運動在前輪運動帶動下實現(xiàn)，在花鍵軸套內(nèi)進行循環(huán)往復的運動，第五，后傳動軸運動。汽車的后傳動軸發(fā)生運動，需要在后橋彈性元件的作用下來實現(xiàn)，對于后傳動軸運動的仿真，可以根據(jù)其運動的軌跡來分析其運動規(guī)律。在實際汽車設計仿真環(huán)節(jié)中，可以根據(jù)實際情況建立不同的運動副。針對一個仿真模型需要具有多個運動副，才能夠?qū)崿F(xiàn)真實精確的仿真[2]。
二、CATIA運動仿真在汽車設計中的應用
1、汽車部件包絡體生成
CATIA運動仿真在汽車設計中的應用，最為突出的特點就能夠進行汽車機構(gòu)部件運動的包絡體確定。當是汽車運動設計的模型建立之后，在CATIA軟件中的DUM模型中，能夠容易獲得汽車部件運動的包絡體，該包絡體實際上就是汽車部件所能夠運動的最大的范圍。當該最大范圍生成之后，模型軟件中能夠分析汽車的前輪、前驅(qū)動軸、轉(zhuǎn)向拉桿等的運動是否符合實際需求[3]。
2、數(shù)據(jù)模型檢驗
為了檢測汽車前輪運動是否符合實際需求，需要在前輪建模環(huán)節(jié)中，根據(jù)實際需求向模型輸入不同層別的方向盤轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角不同，所產(chǎn)生的左右輪轉(zhuǎn)角度數(shù)則有著比較大的差別。對所測量出來的前輪數(shù)據(jù)，對左右輪的轉(zhuǎn)角的進行檢驗。根據(jù)以下公式進行分析：LH01cotcot，0其中為汽車轉(zhuǎn)向輪外輪在實際測量中輸入的轉(zhuǎn)角；1為汽車轉(zhuǎn)向輪內(nèi)輪在實際測量中輸入的轉(zhuǎn)角；H為汽車兩個主銷軸與地面交點之間的距離；L為汽車的實際軸距。在以上數(shù)據(jù)檢驗環(huán)節(jié)中，如果所得到的結(jié)果差異比較大，需要重新進行運動仿真，指導所測量的數(shù)據(jù)結(jié)果符合實際需求。
3、干涉檢查
當汽車設計仿真模型建立之后，需要進行設計的干涉檢查，汽車的干涉檢查主要分為動態(tài)檢查和靜態(tài)檢查。其中動態(tài)檢車比較關(guān)鍵，當汽車設計仿真進入到CATIA的轉(zhuǎn)配環(huán)境中時，需要系統(tǒng)建立汽車齒輪齒條之間的約束，同時需要將設計系統(tǒng)中的各個結(jié)構(gòu)之間的相互位置關(guān)系進行確定。這樣能夠便于汽車空間布置與校驗[4]。
4、車輪定位分析
汽車的車輪定位在檢驗汽車穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要的作用，當汽車在進行轉(zhuǎn)向時，其前輪作為轉(zhuǎn)向輪，需要產(chǎn)生一定的回正力矩，因此其定位參數(shù)需要提前設置，能夠有效的保障汽車行車穩(wěn)定性。對汽車前輪定位參數(shù)的設置，其實際標準有兩個，第一，靜平衡狀態(tài)下的車輪中心定位，車輪中心與車身的相對位置在靜止時測量，其數(shù)據(jù)是否滿足數(shù)據(jù)標準。第二，當車輪中心在仿真系統(tǒng)所設定的極限區(qū)域內(nèi)，其車身進行上下跳動時，前輪定位參數(shù)產(chǎn)生一定的規(guī)律。正確的仿真模式能夠針對這些變化參數(shù)，發(fā)現(xiàn)汽車機構(gòu)中存在的問題，并對汽車進行檢驗與檢修。在對于汽車車輪定位環(huán)節(jié)中，能夠在仿真中分析出汽車前輪前束值隨著汽車前輪向上跳動而出現(xiàn)減少。
結(jié)論：
綜上所述，本文對運動仿真的概念進行介紹，分析其運動仿真的建模，并且研究CATIA運動仿真在汽車設計中的實際應用。針對于汽車設計，運動仿真可以根據(jù)參數(shù)進行零件材料的調(diào)整。運用CATIA軟件來實現(xiàn)汽車虛擬裝配的設計，并對其運動進行仿真，使得汽車設計到配件生產(chǎn)的整個環(huán)節(jié)實現(xiàn)可視化。
作者：陳炳橋 單位：哈爾濱廣廈學院
參考文獻
[1]劉斌,劉軼婭,韓亞平.CATIA運動仿真在汽車設計中的應用[J].上海汽車,2006,07:32-34+43.
[2]孔薇,晏雙鶴,楊維新.CATIA虛擬裝配及運動仿真在汽車加速踏板控制器設計中的應用[J].汽車與配件,2008,27:36-37.
[3]孔薇,晏雙鶴,楊維新.CATIA虛擬裝配及運動仿真在汽車油門控制器設計中的應用[J].北京汽車,2008,05:32-34+37.
[4]張軍,朱磊.CATIA運動仿真在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計中的應用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2016,05:52-53
