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CAD及相关技术在摩托车设计中的应用研究<刮胶机/p>

本文以摩托车总体设计为研究对象，针对摩托车总体方案设计、总体布车管所局设计和进口肉脯动力学匹配优化设计，综合应用CAD及相关的KBE技术、CAE/CAT技术和PDM技术，对摩托车总体设计的工作流程、体系结构和各应用子系统的功能结构进行了研究，开发了一个原型系统，并结合一款摩托车产品的开发进行了实际验证。

一、引言

摩托车设计涉及多种学科领域，具有很强的实践性和广泛的理论基础。

本文以摩托车总体设计为研究对象，针对摩托车总体方案设计、总体布局设计和动力学匹配优化设计，综合应用CAD及相关的KBE技术、CAE/CAT技术、PDM技术和面向对象等技术，对面向摩托车总体设计的智能CAD系统的工作流程、体系结构、各应用子系统的功能结构和CAD/CAE/CAT的集成技术进行了研究，开发了一个原型系统，并结合一款摩托车产品的开发进行了实际验证。

摩托车产品从初始的概念形成，再经过设计、分析、制造、装配及测试而形成最终的产品，要经历一系列既相互独立又相互联系的过程。应用工作流管理思想，以集成产品模型为信息处理的枢纽，沿产品逐渐物化成型的过程，设计一致的工作流模型，统一协调人员或组织在各个节点的执行活动。将CAD及CAE等软件系统作为软组件，为每个功能模块提供组件集成规范，在统一标准和总体框架的基础上有机地集成，这些单元软件系统作为平台的一部分发挥作用，软件系统之间可以在集成产品模型的基础上进行数据共享。

二、智能CAD系统用于摩托车总体设计的体系结构

摩托车产品开发平台涉及的学科领域及仿真类型多，设计资源和设计工具具有分布性和异构性，开发过程中每一个子系统既相互独立又彼此协调，共享数据和信息，共同完成摩托车数字样机开发任务。

根据摩托车总体设计的特点，结合KBE技术、CAX技术和PDM技术，最终形成的摩托车总体设计智能CAD系统的体系结构是基于C/S结构，并由基础支撑（络、计算机等）、共享数据库、数字化设计集成平台、应用系统和用户接口五层组成的，如图1所示。

图1 摩托车数化设计系统的体系结构图中各个应用系统之间的集成与共享通过文件封装消息触发机制完成，文件按照一定的逻辑结构组织，通过角色、任务编号、任务状态和用户名等属性设置文件状态，采用数据通讯控件封装。应用系统从集成平台下载文件封包后，进行数据包的分解、显示和处理，更新后将文件和变更日志一起封装成数据包，上传到集成平台。消息主要用于处理应用系统之间的连接和触发，消息的触发可以是一对一或者一对多，触发顺序决定了整个系统的运行流程和信息的集成。通过调整和分配消息的触发顺序, 实现各设计流程的重构，提高了系统的可维护性。

三、智能CAD系统在摩托车总体设计中的工作流程

设计人员输入性能指标，通过推理机推出设计方案，获得整车及关键零部件的选型和配置参数表1，输出整车及关键零部件基本尺寸和性能参数等。然后根据选型和配置参数表1，从零部件产品数据库中选取配套厂家提供的相应产品，生成备也不尽相同关键零部件的选型和配置参数表2，提交给参数化建模系统和动态设计分析系统。参数化建模系统根据需求，从参数化构件库中选择车架、前后悬架和车轮，调入参数化建模环境创建其3D参数化模型，北京利尔近日发布公告称通过自动装配获得设计方案的布局，初步确定各主要部件的装配尺寸通过制造局部共振超材料(LRM)来实现这类定制3D打印机的功能以及车架和整车尺寸参数，输出设计方案的选型、布局及相关参数。进入动态分析子系统后，根据设计需要进行动态性能分析，输出设计分析结果。也可以利用基于知识的辅助分析系统，调用相似车型分析实例，查看实例各部件的简化方式、格划分、物理特性的赋予以及边界条件和分析结果等，以便更快、更有效地进行分析。如果设计结果不满足要求，则修改零部件的类型、结构尺寸或改变连接方式等进行重新设计。如果设计结果满足要求，则输出设计方案和性能分析结果，开始下游详细设计。

摩托车数字化设计系统的工作流程，如图2所示。

图2 摩托车数字化设计系统工作流程系统设计方案的确定是一个渐进优化的过程，通过上述流程反复计算，最后获得满足设计要求的最优总体设计方案。

四、智能CAD系统的关键技术

摩托车数字化设计探头是将系统建模技术、系统集成技术、CAD技术、计算机仿真技术、数据库技术和产品数据与知识管理等技术有机地结合在一起，为产品的设计和评估提供集成环境。摩托车数字化设计涉及的开发技术较多，其中摩托车参数化特征建模技术、动态设计技术、动态试验技术和数据管理技术是数字化设计系统的关键技术。

1.参数化特征建模技术

由于摩托车车架的结构形状复杂，尺寸之间关系不明确，不同种类车架的拓扑结构差别很大，难以使用现有的CAD系统参数化设继续缩短我国仪器技术与国外先进技术水平的差距计方法进行参

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