【正文】 參數(shù)化。系統(tǒng)還具有靈活的混合建模、虛擬產(chǎn)品開發(fā)、以流程驅(qū)動設(shè)計和在設(shè)計階段進(jìn)行有限元分析等能力。工程師首先在計算機(jī)上進(jìn)行每個部件的檢查，并在計算機(jī)的模擬幫助下進(jìn)行分析，然后才需要物理樣機(jī)。以這種方式，CATIA和ENOVIA可以加快工程和制造的各個階段，從曲面和外形風(fēng)格建模到底盤和電路系統(tǒng)等等。作為汽車制造商，只有通過持續(xù)的創(chuàng)新，快速推出新的產(chǎn)品，才能在市場上占領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)地位。這也許就是為什么世界上前25位的汽車制造商有18家選擇CATIA的原因。 CATIA人機(jī)工程功能在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用CATIA還具有人機(jī)工程功能。為了在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計過程中就很好的解決“人—機(jī)—環(huán)境”之間的問題，CATIA最早提出了人機(jī)設(shè)計與分析解決方案，在CATIA V5中集成為四個模塊：人體模型構(gòu)造HBR模塊，人體行為分析HAA模塊，人體模型測量編輯HME模塊，人體姿態(tài)分析HPA模塊。HBR在虛擬環(huán)境中建立和管理標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化“虛擬”人體模型，以在產(chǎn)品生命周期的早期進(jìn)行人機(jī)工程的交互式分析。HBR提供的工具包括：人體模型生成、性別和身高的百分比定義、人機(jī)工程學(xué)產(chǎn)品生成、人機(jī)工程學(xué)控制技術(shù)、動作生成以及高級視覺仿真等。一個友好的用戶接口確保了人體因素分析能夠由非人體分析專家進(jìn)行研究。有效的將HBR、HAA、HME及HPA結(jié)合起來可以生成更高級的人體模型，得到更詳盡的分析結(jié)果，使設(shè)計更符合人機(jī)工程學(xué)對舒適性、功能性以及安全性的要求。這些產(chǎn)品的結(jié)合可以為設(shè)計人員提供人機(jī)工程設(shè)計詳細(xì)的解決方案。HAA作為HBR的輔助模塊，可以對處于虛擬環(huán)境中的人機(jī)互動進(jìn)行特定的分析。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠精確的預(yù)測人的行為。他提供了多種高效的人機(jī)工程學(xué)分析工具和方法，可以全面分析人機(jī)互動過程中的全部因素。HME允許設(shè)計人員通過大量的先進(jìn)人體測量學(xué)工具生成高級的用戶自定義的人體模型。該模型依靠它的指定目標(biāo)人群，可以用于評價設(shè)計與其目標(biāo)的吻合程度。HME能夠滿足專業(yè)人機(jī)工程分析師、技術(shù)支持維護(hù)工程師等不同設(shè)計人員的需要。HPA可以定性和定量地分析人的各種姿態(tài)。人的整個身體及各種姿態(tài)可以從各方面被全面系統(tǒng)地反復(fù)檢查和分析并可以與已公布的舒適性數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定相關(guān)人體的舒適度與可操作性?？煽焖侔l(fā)現(xiàn)有問題的區(qū)域，重新作出分析，并進(jìn)行姿態(tài)優(yōu)化。HPA允許設(shè)計人員根據(jù)自己的實際應(yīng)用，建立起自己的實際應(yīng)用，建立起自己的舒適度和強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫設(shè)計，來滿足不同的需要。在各種不同的產(chǎn)品設(shè)計過程中，人機(jī)工程學(xué)對產(chǎn)品設(shè)計的指導(dǎo)意義，最終體現(xiàn)在人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計，人和機(jī)時構(gòu)成人機(jī)系統(tǒng)的兩個組成部分，在掌握人體主要尺寸的基礎(chǔ)上，根據(jù)各種作業(yè)的不同特點(diǎn)，對產(chǎn)品進(jìn)行人性化設(shè)計，使產(chǎn)品最大程度的滿足操作的舒適性、方便性、安全性。同時也不能忽略對操作環(huán)境的考慮，如照明環(huán)境、溫度氣候小環(huán)境、噪聲環(huán)境、振動。如此才能創(chuàng)造出人—機(jī)—環(huán)境互相協(xié)調(diào)而舒適高效的工作環(huán)境，從而提高工作效率。另外，通過人們已經(jīng)熟悉的形狀、顏色、材料、位置的組合來表示操作過程符合人的行動特點(diǎn)，減少操作人員的學(xué)習(xí)過程，使機(jī)器符合操作人員的經(jīng)驗、行為特征和操作想象，從而也能夠減少操作出錯。作為成熟的CAD/CAM軟件，CATIA把人體測量學(xué)中的各種知識和理論直接嵌入程序內(nèi)部，使的在實際設(shè)計過程中，只需報人體模型直接放入所考慮的機(jī)械設(shè)備或工程設(shè)計之中，省去了做人體模型的繁復(fù)工作。CATIA的人體模型可根據(jù)選取的百分位數(shù)或具體的人體數(shù)據(jù)做實時調(diào)整。CATIA還可以快速、便捷的調(diào)整虛擬人不同的作業(yè)姿態(tài)，以滿足不同作業(yè)姿態(tài)下的空間尺寸測定。在人機(jī)工程學(xué)中以人為本的設(shè)計理念思想指導(dǎo)下，滿足人體一般作業(yè)空間概略設(shè)計需要。但對于受作業(yè)空間限制的設(shè)計，則需要滿足各種姿勢下人體功能尺寸。在蘇州奧杰汽車技術(shù)有限公司的這段日子中，公司對我們進(jìn)行了CATIA培訓(xùn)，是我們對CATIA的知識有了初步的了解，尤其是對逆向的部分，有了深刻的了解，了解了何為逆向，逆向的基本步驟，逆向的意義等等知識。逆向就是在根據(jù)已有的東西和結(jié)果，通過分析來推導(dǎo)出具體的實現(xiàn)方法。CATIA不僅能夠還原實物原型，而且還能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計修改，制造出新的產(chǎn)品。本次畢設(shè)設(shè)計的是A00級轎車，但到底何為A00級轎車，是按什么劃分等級的呢。目前，國內(nèi)的汽車分級方法多以價格為主、技術(shù)規(guī)格為輔。我們也常聽到諸如A級、B級車之例的說法，這是參考德國轎車的分級標(biāo)準(zhǔn)。按德國汽車分級標(biāo)準(zhǔn)，等級劃分主要依據(jù)軸距、排量、重量、性能等參數(shù)，字母順序越靠后，該級別的車軸距越長、排量和重量越大，轎車的豪華程度也隨之提高。本次畢業(yè)設(shè)計的A00級轎車是小型轎車，參照本公司給東風(fēng)汽車新研發(fā)的電動車2010設(shè)計的，該款電動車與今年全球規(guī)模最大的上海車展亮相。此款電動車最高時速80公里，百公里能耗100kwh（度），按生活用電計算約為6元。其動力能源由磷酸鐵鋰電池提供，續(xù)航里程110公里至180公里，循環(huán)壽命可達(dá)1500次，單車按照最低續(xù)航里程110公里，按每天平均行駛50公里計算，電池可用八年。隨著城市純電動汽車設(shè)施配備逐步完善，EJ02還具備電池快換系統(tǒng)續(xù)電功能。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在目前汽柴油價格逼近8元/升的現(xiàn)狀下，對于每天上班距離在50公里以內(nèi)的上班族來說，EJ02是他們應(yīng)對高油價時代的最安全經(jīng)濟(jì)的代步利器。同時，EJ02采用滿足碰撞安全技術(shù)要求的鋁合金骨架，整車重量770850千克，在保證行駛安全的前提下，可最大限度的降低整車自重，有效節(jié)省動力源，延長單次充電的續(xù)航里程。同時，后置后驅(qū)設(shè)計更加優(yōu)化了車輛坡道性能，長2695mm，寬1520mm。這樣的設(shè)計不僅可以緩解城市交通擁堵的現(xiàn)狀，還能讓用戶行動自如。東風(fēng)股份是東風(fēng)公司新能源汽車事業(yè)的主要擔(dān)當(dāng)者，早在2005年就著手新能源汽車的自主研發(fā)，相繼推出“東風(fēng)天翼”純電動客車、物流車，以及“帥客MPV”、“奧丁SUV”、微型客車、物流車、環(huán)衛(wèi)車等12款純電動車型，EJ02的正式亮相，不僅豐富了東風(fēng)股份純電動家族的產(chǎn)品線，還填補(bǔ)了東風(fēng)公司純電動微轎的空白。圖11 東風(fēng)電動車汽車誕生一百多年來，其技術(shù)經(jīng)過不斷地發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)成為集傳統(tǒng)工業(yè)和高新科技為一身的典型的機(jī)電產(chǎn)品，而圍繞汽車工業(yè)的龐大工業(yè)體系也發(fā)展成為世界上屈指可數(shù)的企業(yè)群體。盡管在各個國家都有許多傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)陷入困境，甚至面臨巨大的危機(jī)，但汽車工業(yè)卻一直保持著良好的發(fā)展勢頭，其發(fā)展水平也被公認(rèn)為衡量一個國家總體科學(xué)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。汽車車身總布置是在整車總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其指導(dǎo)思想是“以人為本”。在汽車設(shè)計中，車身內(nèi)部布置應(yīng)當(dāng)能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性等要求。為了達(dá)到以上性能。SAE、ISO、GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與車身布置有關(guān)的人體特征點(diǎn)。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢入座后，測取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。這些圖形稱為車身內(nèi)部布置設(shè)計工具。它們包括人體模型、眼橢圓、頭廓包絡(luò)線、手伸及界面等()。目前，國內(nèi)外汽車生產(chǎn)實踐證明：整車生產(chǎn)能力的發(fā)展取決于車身的生產(chǎn)能力；汽車的更新?lián)Q代在很大程度上也取決于車身；在基本車型達(dá)到飽和的情況下，只有依賴車身改型才能打開銷路。所以車身設(shè)計在整車設(shè)計中占有重要地位。因此在本次畢業(yè)設(shè)計中我選擇了A00級轎車駕駛員的設(shè)計及優(yōu)化（車身總布置）這個課題。本畢業(yè)設(shè)計題目為A00級轎車駕駛員布置設(shè)計及優(yōu)化，目的是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決A00級轎車駕駛員布置設(shè)計及優(yōu)化問題。具體內(nèi)容：1．了解人體舒適坐姿要求及舒適操縱力要求；2．了解駕駛員相關(guān)車輛尺寸定義；3．了解駕駛員布置的空間尺寸要求；4．學(xué)習(xí)CATIA軟件繪制駕駛員布置圖；第2章 車身設(shè)計方法汽車自誕生至今已有112年的歷史, 在這漫長的發(fā)展過程中，車身設(shè)計方法不斷改進(jìn)和完善，已形成了一套成熟的傳統(tǒng)設(shè)計方法。傳統(tǒng)車身設(shè)計方法的特點(diǎn)在于：在設(shè)計的每一個階段都要反復(fù)進(jìn)行平面圖形和立體模型的制作過程。例如，在初步設(shè)計階段，要繪制彩色效果圖和1：5油泥模型；在技術(shù)設(shè)計階段要制作1：1油泥外模型和1：1車身內(nèi)部模型；在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段要繪制1：1的主圖板和制作1：1的車身主模型[8]。傳統(tǒng)的車身設(shè)計方法的主要問題在于：（1）車身開發(fā)及生產(chǎn)準(zhǔn)備的周期長，大約需要4年左右的時間。而且對于汽車這類復(fù)雜的幾何形體初始設(shè)計的可信度低，為了產(chǎn)品定型，只有依靠樣車逐步修改設(shè)計，直到滿足各種要求為止，有時修改設(shè)計會持續(xù)到生產(chǎn)準(zhǔn)備后期，迫使生產(chǎn)準(zhǔn)備大量返工，造成浪費(fèi)。（2）費(fèi)時費(fèi)力，工作強(qiáng)度大。傳統(tǒng)的車身設(shè)計及開發(fā)要求美工人員、工程技術(shù)人員及工人通力合作。無論是繪制車身圖樣還是制作立體模型，都要付出大量艱苦的勞動。另外，生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中工藝設(shè)計、沖模制造、研配以及調(diào)試都將耗費(fèi)大量的手工勞動和時間。（3）設(shè)計精度低。其主要原因是在設(shè)計和生產(chǎn)準(zhǔn)備的各個環(huán)節(jié)之間信息的傳遞是一種“移形”，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過多次移形傳遞，由于各種人為及設(shè)備造成的誤差在所難免，導(dǎo)致加工出的沖模精度無法保證，只有依靠最后的手工研配來解決[9]。 現(xiàn)代設(shè)計方法從七十年代起，計算機(jī)輔助設(shè)計已經(jīng)進(jìn)入了汽車外形設(shè)計這一領(lǐng)域，今天更是普遍應(yīng)用，并已成為目前國內(nèi)外車廠進(jìn)行汽車造型設(shè)計的常規(guī)手段。計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)是將計算機(jī)迅速、準(zhǔn)確處理信息的特點(diǎn)與人類創(chuàng)造性思維能力及推理判斷能力巧妙結(jié)合起來，用計算機(jī)繪圖、數(shù)據(jù)庫、智能模擬技術(shù)，為現(xiàn)代設(shè)計提供了理想的手段。計算機(jī)和數(shù)控加工技術(shù)的配合，可用來精確制造機(jī)械零件和對產(chǎn)品進(jìn)行自行檢驗和裝配，這就是計算機(jī)輔助制造。近年來這一技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)一起得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并在汽車車身設(shè)計制造中率先應(yīng)用，引起了汽車設(shè)計制造技術(shù)革命性的大變革[10]。車身開發(fā)中采用CAD或CATIA技術(shù)將會帶來傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：提高了設(shè)計精度。造型一旦完成并建立數(shù)學(xué)模型存人數(shù)據(jù)庫，就可以實現(xiàn)多方共享，為生產(chǎn)準(zhǔn)備、模具設(shè)計制造提供便捷、詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使模具加工精度大為提高?？s短了開發(fā)設(shè)計和制造的周期。車身數(shù)?？芍苯佑脕頉_模設(shè)計，以提高沖模設(shè)計的精度和成功率。取消了兩次油泥模型、主模型以及工藝模型的制作，使人力、物力和時間大為減少?？蓪⒃煨驮O(shè)計直接用于強(qiáng)度、剛度有限元分析以及碰撞安全性分析，也可以對車型進(jìn)行空氣動力學(xué)模擬。這樣使初始設(shè)計可信度大為提高。設(shè)計修改以及在原設(shè)計基礎(chǔ)上的改型和換型均比較容易?？傊贑AD和CATIA它能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短產(chǎn)品的研制周期等諸多優(yōu)點(diǎn) ，其正在受到極大的關(guān)注和飛速的發(fā)展。它從根本上改變了過去用手工繪圖、依靠圖紙組織生產(chǎn)的模式。它對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，以及增強(qiáng)企業(yè)在國際市場的競爭力等方面，都起著巨大的作用。 整車布置的基準(zhǔn)線——零線的確定確定整車的零線(三維坐標(biāo)面的交線)、正負(fù)方向及標(biāo)注方式，均應(yīng)在汽車滿載狀態(tài)下進(jìn)行、繪制時應(yīng)將汽車車頭向左側(cè)（如圖31）。 汽車中心線：通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視和俯視圖上的投影線即為X坐標(biāo)線，前為“”、后為“+”，該線標(biāo)記為。汽車中心線：通過汽車縱向中心線的鉛垂面，在前視和俯視圖上的投影線，前視圖中右側(cè)為“+”、右側(cè)為“”，標(biāo)記為。車架上平面線：車架縱梁上翼面上較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊梁的上緣面，并與水平面平行時，在前視和側(cè)視圖上的投影線，即為Z坐標(biāo)線。上為“+”、下為“”，標(biāo)記為。地面線：地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線，稱為地面線。此線是標(biāo)注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度等尺寸的基準(zhǔn)線。前輪垂直線：通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線，稱為前輪垂直線。此線用來作為標(biāo)注汽車軸距和前懸的基準(zhǔn)線。當(dāng)車架與地面平行時，前輪垂直直線與前輪中心線重合（如乘用車）。在新車設(shè)計時，整車的坐標(biāo)線確定后，車身(車頭、駕駛室)、車架的坐標(biāo)線也確定了，三者是統(tǒng)一的。如果用現(xiàn)有的車身、車架拼裝新車型，則三者的坐標(biāo)線不一定一致。因為所選用的車身、車架已有自己的坐標(biāo)線，而布置在新車上時，其坐標(biāo)線不一定與新車的坐標(biāo)線重合，因布置上的需要會造成差值，在設(shè)計時應(yīng)記住這一差值，作為設(shè)計的原始數(shù)據(jù)。原車身、車架的坐標(biāo)不隨新車的坐標(biāo)而變動。整車零線的畫法上述的、三條線，統(tǒng)稱為三個方向的零線。在繪制總布置圖時，先確定零線的位置。一般是從側(cè)視圖上開始，根據(jù)整車的前懸及車架上表面至地面的高度，確定X和Z坐標(biāo)線的交點(diǎn)，然后通過該點(diǎn)畫一水平線和一垂直線，分別代表和。需要時可畫出網(wǎng)格線，間距為200mm或400mm，便于繪圖時坐標(biāo)點(diǎn)的換算或量取。俯視圖和前視圖坐標(biāo)線的畫法可照此法處理，但須保證X、Y、Z三個坐標(biāo)線互相垂直。地面線可暫時不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定后，再以前、后輪中心為圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。圖31 整車總布置圖坐標(biāo)系 本設(shè)計采用的設(shè)計方法 概念設(shè)計根據(jù)任務(wù)書要求和預(yù)期達(dá)到設(shè)計目的采用的設(shè)計方法：確立本次設(shè)計主方向；市場調(diào)研：通過國內(nèi)外暢銷客車車型對比分析，得出具有競爭力車型的相關(guān)數(shù)據(jù)，明確設(shè)計思路；繪制草圖：構(gòu)思可行性方案，并繪制初期草圖；確定方案：對方案進(jìn)行科學(xué)論證，確定最佳方案 工程設(shè)計確定尺寸參數(shù)：通過查閱資料確定尺寸參數(shù)。外形設(shè)計：在保證美學(xué)和空氣動力學(xué)的情況下完成造型設(shè)計車身總布置：根據(jù)車身總布置方法及設(shè)計原則完成車身總布置設(shè)計；坐椅布置：依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理布置座椅等，計算機(jī)輔助設(shè)計：利用CATIA設(shè)計完成車身總布置圖。 車身總布置內(nèi)容及原則車身總布置內(nèi)容車身總布置設(shè)計是將汽車各個總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢?，既要保證各總成運(yùn)動無干涉，又要保證乘坐舒適性和裝卸方便。為了保證汽車各部分合理的位置關(guān)系，需要設(shè)計人員定出許多重要的控制尺寸。例如，車身內(nèi)部布置應(yīng)當(dāng)能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性等要求。為了達(dá)到以上性能。SAE、ISO、GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與