CATIA 软件在轮胎三维设计中的应用分析论文

随着经济的发展和科技的进步，计算机软件也在不断地更新换代，如今一般的二维设计软件已无法满足日益发展的机械设计需求。而随着汽车行业的不断发展，也更青睐使用三维软件进行设计，如CATIA、SolidWorks、I-DEAS 和ProE 等。轮胎作为汽车行业的重要配件，对其性能也提出了更高的要求，设计师需采用准确率和效率更高的设计方法来缩短设计周期、降低人力成本和减少设计失误， 并同时能便捷地展现设计理念。CATIA 作为一种在汽车行业常用的设计软件，笔者将简述其在轮胎三维设计中的应用。

1CATIA V5 简介

CATIA 是由法国索达公司推出的一套集成应用软件包，其功能覆盖了产品设计的各个方面：CAD、CAE、CAM， 既可以支持各种类型的协同产品设计，也可以进行无缝集成，能完全支持“端到端” 的企业流程解决方案。索达公司于1982 年推出CATIA V1 版本，后相继推出CATIA V2、V3、V4 版本，但因应用V4 版本的UNIX 平台价格太过昂贵， 许多中小企业无法承受，索达公司于1995 年开发了全新的V5 版本，该版本界面更加友好，功能更加强大，开创了一种全新的风格，几乎迎合了所有工业领域的大、中、小型企业需求，

CATIA V5 能应用于UNIX 和Windows 两种操作系统，在AIX、HP-UX 和IRIX 等UNIX 操作系统下都可以使用， 且在Windows 上融入了OLE 功能，具有鼠标右键以及复制、黏贴等基本功能，方便了用户的学习和使用。而且通过使用其自身专业模块的二次开发功能，用户可自行开发自己感兴趣的功能。

2003 年IBM 和索达公司在巴黎发布了其产品生命周期管理(PLM)解决方案产品系列的第12 版(V5 R12)。该产品系列由用于协同产品开发的CATIA 和用于产品生命周期管理、协同和决策支持的ENOVIATM 以及SMARTEAM 组成。它还引进了一组新的创成式的加工方面的最佳经验，即PLM Best Practices(PLM 最佳经验)，能方便地对资源进行标准化，有助于客户降低成本，来获得更多的市场份额。同时还提高了实施能力，能进行更快的曲面建模。

2 轮胎设计的一般流程

2.1 设计草图

CATIA 的重要工作台之一是草图设计， 它能设计复杂的平面轮廓，并转为三维实体。并且还具有后参数化的约束功能，能非常方便、快速地绘制轮廓。

进入CATIA 工作界面，新建PART 文件，选择坐标、参考或零件等其中任一平面(如坐标平面选择XY 平面)，就能进入草图编辑器，使用该软件的工具栏中的设计工具做出草图，并添加约束，绘制完成的曲线。

2.2 曲面设计

CATIA V5 的曲面设计功能非常强大， 设计师可直接在曲面上进行花纹绘制， 也可以为在轮胎旋转曲面上绘制花纹，既可绘制点、线、圆、曲线等等，也可直接在曲面上依弧长或弧长作线架补正，快速完成花纹设计。CATIA 还拥有易学易用的后参数设计功能， 可直接设置参数间的彼此关系， 加入designtable，链接完成设计电子表格单，然后直接在设计电子表格单上，依序填入相关型式尺寸，即可自动更新图档。

2.3 实体设计

CATIA V5 中的Part Design 模块， 既能实体填充曲面，形成整胎后，又能在轮胎的侧面绘制字体，最后结果实体轮胎非常吻合原来的二维曲面，十分可靠。

2.4 制图

CATIA 中的Drafting 可将三维的实体进行多角度的剖面，获得二维的平面图，这样可以方使后期修改更加方便、简单。

3CATIA 的二次开发

二次开发就是修改现有的软件，扩展软件的功能来满足客户的某种需求。一般而言公司在开发大型软件时会给未来的二次开发预留接口， 这样用户就能有渠道进行针对性的二次开发，这种开发是不会使原有系统内核发生变化的，并能提高软件的应用效率和专业性。

CATIA 的功能很强大，适用于各种产品的设计需求，具有较高的通用性的同时也有一些缺点：针对性就不够强，不方便进行标准化设计。二次开发就能较好的解决这些问题。CATIA中的二次开发接口有许多，在这之中以V5 Automation 和CAA最为常用，以下简介这两种开发方式。

3.1V5 Automation

CATIA V5 Automation 中的对象接口可使用多种软件进行编程， 包括VC、VB、Delphi 等，Application 是其中常用对象，Document、Windows、Cameras 是Application 的三个子对象，, 其余实现的种种对象都是直接或间接地继承这三种对象。一般CATIA 的对象有很多，功能也不尽相同，还包括了Document 和Documents 对象、Product Document 对象、Drawing Document 对象、交互对象和有限元分析对象等等。

3.2CAA

CAA 包含两个部分：CAA-RADE 及CAA。CAA-RADE 是基于COM 的接口程序包， 其环境是在Visual Studio 软件中集成的。CAA 是基于COM 的接口函数库， 其三个部分为用户对象、接口函数和实现函数，这三个部分既有着不同的分工又彼此相关来实现CAA 的功能。

4 结语

最近几年我国的汽车行业正在快速发展，对汽车轮胎的要求也越来越高。设计轮胎时涉及许多曲面上的绘制，CATIA 是汽车行业常用的一款设计软件，不仅能方便快捷地完成自己的设计，缩短开发周期，更扩宽了设计师的设计思路，使其更具个性化特征。CATIA 在后期修改时也非常方便，减少了出现错误的机会，提高了企业的产品质量和自主创新能力，增强了核心竞争力，并能使企业形象获得提升。

但CATIA 中没有专门的轮胎设计模块， 不能确保相同的设计精确度，若对CATIA 进行二次开发并结合轮胎设计特征，就能快速准确地完成轮胎设计， 显著增加轮胎的开发效率，并进一步规范化轮胎的开发过程。

总而言之，CATIA 这款三维开发软件能明显提高轮胎的设计质量，是轮胎设计去繁琐化，使其变得简单，值得推广使用。

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