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摘要：CATIA软件是一种先进的造型软件，目前在航空航天、汽车工业、造船工业等行业领域有广泛的应用，并且体现出显著优势。基于此，本文就CATIA软件在轮胎三维设计中的应用进行研究，首先从CATIA软件核心技术和功能模块两个角度，对CATIA软件在轮胎三维设计中的必要性进行分析，然后从草图设计、曲面设计、造型设计、三维制图四个角度分析应用流程，最后阐述其应用效果。
关键词：CATIA软件；轮胎三维设计；应用分析
引言：
CATIA软件最大的优势在于曲面造型和三维实体的建模功能，因此在轮胎三维设计中得到充分应用。CATIA软件不仅能够提高轮胎三维设计的效率和质量，还能够通过参数设计，为技术人员提供修改平台，从而为轮胎三维设计带来极大便利。当前CATIA软件已经在轮胎三维设计中具有广泛的应用，并在草图设计、造型建模等方面发挥显著优势，有效增强企业的市场竞争水平。
一、轮胎三维设计中应用CATIA软件的必要性分析
（一）CATIA软件核心技術
CATIA软件的核心技术主要体现在以下几个方面：其一，CATIA软件的混合性建模技术。利用该软件进行建模设计时，设计者不需要对设计目标进行参数化设计，因为软件本身就具有参数化能力。技术人员在应用这一软件进行设计时，工作经验会以数据参数的形式储存在软件的知识库中，从而对后续的工作给予科学指导，在智能化的树形结构中，技术人员可以随时修改产品设计，从而使建模的成本得到有效控制；其二，CATIA软件具有系统性功能。在各个模块相互协同作用的情况下，数据平台会实现统一控制，使各项操作程序有序进行；其三，CATIA软件能实现并行工程设计。在混合建模的基础上，系统设计人员可以在协同工作的情况下实现独立设计，既保证整体设计的系统完整，又能够有效提升设计的效率。
（二）CATIA软件功能模块
CATIA软件的功能模块主要分为以下几种，分别是Generative Shape Design（创成式造型）、Free Style Surface（自由风格造型）、Automotive Class A（汽车A级曲面）、Free Style Sketch Tracer（自由风格草图绘制）和Digitized Shape Editor（数字曲面编辑器）等。就创成式造型来看，主要负责曲面造型中的各项旋转、拉伸、边界填补、扫描、裁剪、拼接等完全参数化操作；就自由风格造型来看，不仅能够实现创成式造型中的操作功能，还能够实现倒角、桥接、光顺等操作；就汽车A级曲面来看，主要对曲线曲面造型进行编辑，实现倒角、光顺等曲面操作；就自由风格草图绘制来看，主要在三视图的基础上绘制外形曲线；就数字曲面编辑器来看，主要在云数据的基础上实现采样编辑和外形裁剪[1]。
二、CATIA软件在轮胎三维设计中的应用流程
（一）草图设计
本文主要对规格为195/65 R15的轮胎进行三维设计。CATIA软件中的草图设计功能是该软件的基础功能，这一功能与二维设计软件具有相似性，都是利用软件架构出产品的基本结构，但是CATIA软件能够在软件生成二维轮廓的基础上，对结构进行实体性转换，从而使产品造型更加直观。就实际应用来看，CATIA软件的应用领域更加广泛，能够应对各种复杂的平面设计，并且利用约束功能对各项数据进行后参数化处理，使技术人员能够根据现实情况随时更改草图方案，从而实现更加合理的轮廓设计和断面设计。例如某技术人员在实际应用中，先利用草图设计功能对产品的三维轮廓进行绘制，然后根据实际情况修正参数，最后得到准确的断面轮廓草图。
（二）曲面设计
CATIA软件的最大特点在于曲面造型设计功能，不仅能够实现各种曲面操作，而且还能够在旋转曲面上直接绘制图案。在绘制过程中，技术人员可以实时操控花纹的高宽和角度，还能够对断面轮廓曲线进行修改，在修改时主要应用的是CATIA软件的参数化约束功能，例如在实际操作时，CATIA软件的左侧屏幕上会显示出产品的特征树，技术人员只需要针对需要修改的部分寻找相对应的特征，就可以实现自动修改，这种修正可以实时进行，不会影响到产品的整体设计流程。
（三）造型设计
利用CATIA软件对轮胎进行三维造型设计时，主要对模块设计（Part Design）这一功能进行有效利用。由于CATIA软件中生成的三维轮胎造型封闭式的曲面造型，因此还需要进行实体造型，在原本的造型基础上填充复杂曲面，最后利用模块设计功能实现轮胎侧方的字体制作。实践发现，利用CATIA软件做出的实体造型充分符合软件设计中的二维曲面。除了实现字体制造，模块设计功能还能够进行视效制作和模具制造[2]。
（四）三维制图
在CATIA软件上进行三维制图时，一般需要将二维制图作为操作参考，这一流程主要应用的是CATIA软件中的制图模块（Drafting）。在实际操作中，用户对于轮胎坡面会有不同角度的要求，因此需要在多角度剖析的情况下获取二维平面图，从而保证后续修改工作更加便捷。
三、CATIA软件在轮胎三维设计中的应用效果分析
就CATIA软件在轮胎三维设计中的应用效果来看，主要体现出以下几方面内容：
其一，CATIA软件能够有效提升轮胎三维设计的工作效率，使产品的开发时间大大缩短，从而减少制造企业的成本投入，扩大经济效益空间。在CATIA软件得到开发的应用之前，轮胎的制造设计必须通过模具加工的形式完成，模具的设计和加工本身就要花费大量时间，一旦在试验操作中发现问题，就必须对模具进行重新设计加工，这种方式会导致轮胎设计开发的周期无限延长，从而影响企业的效益。在CATIA软件的支持下，轮胎三维设计不需要进行产品试制，可以直接在设计的过程中对各项参数进行修正，最后直接得到实体造型，对外观和内部进行效果评审，从而使产品的设计开发效率得到显著提升。
其二，CATIA软件能够使设计者的得到更加直观的展示。作为一种曲面造型的封闭式旋转体，轮胎在设计中不能存在误差，否则就会导致轮胎设计存在问题，而三维设计能够有效避免这一情况发生，从而保障轮胎的设计质量。
其三，CATIA软件能够有效增强制造企业的自主研发能力。在CATIA软件的支持下，产品研发设计的成本大大下降，因此设计人员可以在软件中创新思维，对设计效果进行实时调试，从而实现有效研发。
其四，CATIA软件能够增强制造行业的市场竞争力。在研发水平不断提升的基础上，制造企业能够根据厂商的要求进行设计，从而使产品更加符合市场需求，进而提升企业轮胎产品在市场上的竞争实力，而设计平台的创新升级同样也能增强企业自信心，从而优化国际市场上的企业形象[3]。
综上所述，针对CATIA软件在轮胎三维设计中应用的探究是非常必要的。当前CATIA软件已经在三维轮胎设计中具有比较成熟的应用，不仅增强汽车工业的生产制造实力，而且有效提升企业形象和市场竞争力。从实践应用中可知，CATIA软件不仅操作便利，而且能够有效实现造型开发，因此值得在汽车行业进行推广应用。希望本文能够为研究CATIA软件在轮胎三维设计中应用的相关人员提供参考。
参考文献：
[1]蒋丽.CATIA软件二次开发基础技术[J].汽车工程师，2016（04）：38-41.
[2]陈小亮，姜楠楠.CATIA软件在汽车总布置设计中的应用[J].河南机电高等专科学校学报，2016，24（01）：4-7.
[3]胡燕萍.CATIA软件在轮胎三维设计中的应用[J].科技展望，2015，25（18）：11.
关键词：CATIA软件；轮胎三维设计；应用分析
引言：
CATIA软件最大的优势在于曲面造型和三维实体的建模功能，因此在轮胎三维设计中得到充分应用。CATIA软件不仅能够提高轮胎三维设计的效率和质量，还能够通过参数设计，为技术人员提供修改平台，从而为轮胎三维设计带来极大便利。当前CATIA软件已经在轮胎三维设计中具有广泛的应用，并在草图设计、造型建模等方面发挥显著优势，有效增强企业的市场竞争水平。
一、轮胎三维设计中应用CATIA软件的必要性分析
（一）CATIA软件核心技術
CATIA软件的核心技术主要体现在以下几个方面：其一，CATIA软件的混合性建模技术。利用该软件进行建模设计时，设计者不需要对设计目标进行参数化设计，因为软件本身就具有参数化能力。技术人员在应用这一软件进行设计时，工作经验会以数据参数的形式储存在软件的知识库中，从而对后续的工作给予科学指导，在智能化的树形结构中，技术人员可以随时修改产品设计，从而使建模的成本得到有效控制；其二，CATIA软件具有系统性功能。在各个模块相互协同作用的情况下，数据平台会实现统一控制，使各项操作程序有序进行；其三，CATIA软件能实现并行工程设计。在混合建模的基础上，系统设计人员可以在协同工作的情况下实现独立设计，既保证整体设计的系统完整，又能够有效提升设计的效率。
（二）CATIA软件功能模块
CATIA软件的功能模块主要分为以下几种，分别是Generative Shape Design（创成式造型）、Free Style Surface（自由风格造型）、Automotive Class A（汽车A级曲面）、Free Style Sketch Tracer（自由风格草图绘制）和Digitized Shape Editor（数字曲面编辑器）等。就创成式造型来看，主要负责曲面造型中的各项旋转、拉伸、边界填补、扫描、裁剪、拼接等完全参数化操作；就自由风格造型来看，不仅能够实现创成式造型中的操作功能，还能够实现倒角、桥接、光顺等操作；就汽车A级曲面来看，主要对曲线曲面造型进行编辑，实现倒角、光顺等曲面操作；就自由风格草图绘制来看，主要在三视图的基础上绘制外形曲线；就数字曲面编辑器来看，主要在云数据的基础上实现采样编辑和外形裁剪[1]。
二、CATIA软件在轮胎三维设计中的应用流程
（一）草图设计
本文主要对规格为195/65 R15的轮胎进行三维设计。CATIA软件中的草图设计功能是该软件的基础功能，这一功能与二维设计软件具有相似性，都是利用软件架构出产品的基本结构，但是CATIA软件能够在软件生成二维轮廓的基础上，对结构进行实体性转换，从而使产品造型更加直观。就实际应用来看，CATIA软件的应用领域更加广泛，能够应对各种复杂的平面设计，并且利用约束功能对各项数据进行后参数化处理，使技术人员能够根据现实情况随时更改草图方案，从而实现更加合理的轮廓设计和断面设计。例如某技术人员在实际应用中，先利用草图设计功能对产品的三维轮廓进行绘制，然后根据实际情况修正参数，最后得到准确的断面轮廓草图。
（二）曲面设计
CATIA软件的最大特点在于曲面造型设计功能，不仅能够实现各种曲面操作，而且还能够在旋转曲面上直接绘制图案。在绘制过程中，技术人员可以实时操控花纹的高宽和角度，还能够对断面轮廓曲线进行修改，在修改时主要应用的是CATIA软件的参数化约束功能，例如在实际操作时，CATIA软件的左侧屏幕上会显示出产品的特征树，技术人员只需要针对需要修改的部分寻找相对应的特征，就可以实现自动修改，这种修正可以实时进行，不会影响到产品的整体设计流程。
（三）造型设计
利用CATIA软件对轮胎进行三维造型设计时，主要对模块设计（Part Design）这一功能进行有效利用。由于CATIA软件中生成的三维轮胎造型封闭式的曲面造型，因此还需要进行实体造型，在原本的造型基础上填充复杂曲面，最后利用模块设计功能实现轮胎侧方的字体制作。实践发现，利用CATIA软件做出的实体造型充分符合软件设计中的二维曲面。除了实现字体制造，模块设计功能还能够进行视效制作和模具制造[2]。
（四）三维制图
在CATIA软件上进行三维制图时，一般需要将二维制图作为操作参考，这一流程主要应用的是CATIA软件中的制图模块（Drafting）。在实际操作中，用户对于轮胎坡面会有不同角度的要求，因此需要在多角度剖析的情况下获取二维平面图，从而保证后续修改工作更加便捷。
三、CATIA软件在轮胎三维设计中的应用效果分析
就CATIA软件在轮胎三维设计中的应用效果来看，主要体现出以下几方面内容：
其一，CATIA软件能够有效提升轮胎三维设计的工作效率，使产品的开发时间大大缩短，从而减少制造企业的成本投入，扩大经济效益空间。在CATIA软件得到开发的应用之前，轮胎的制造设计必须通过模具加工的形式完成，模具的设计和加工本身就要花费大量时间，一旦在试验操作中发现问题，就必须对模具进行重新设计加工，这种方式会导致轮胎设计开发的周期无限延长，从而影响企业的效益。在CATIA软件的支持下，轮胎三维设计不需要进行产品试制，可以直接在设计的过程中对各项参数进行修正，最后直接得到实体造型，对外观和内部进行效果评审，从而使产品的设计开发效率得到显著提升。
其二，CATIA软件能够使设计者的得到更加直观的展示。作为一种曲面造型的封闭式旋转体，轮胎在设计中不能存在误差，否则就会导致轮胎设计存在问题，而三维设计能够有效避免这一情况发生，从而保障轮胎的设计质量。
其三，CATIA软件能够有效增强制造企业的自主研发能力。在CATIA软件的支持下，产品研发设计的成本大大下降，因此设计人员可以在软件中创新思维，对设计效果进行实时调试，从而实现有效研发。
其四，CATIA软件能够增强制造行业的市场竞争力。在研发水平不断提升的基础上，制造企业能够根据厂商的要求进行设计，从而使产品更加符合市场需求，进而提升企业轮胎产品在市场上的竞争实力，而设计平台的创新升级同样也能增强企业自信心，从而优化国际市场上的企业形象[3]。
综上所述，针对CATIA软件在轮胎三维设计中应用的探究是非常必要的。当前CATIA软件已经在三维轮胎设计中具有比较成熟的应用，不仅增强汽车工业的生产制造实力，而且有效提升企业形象和市场竞争力。从实践应用中可知，CATIA软件不仅操作便利，而且能够有效实现造型开发，因此值得在汽车行业进行推广应用。希望本文能够为研究CATIA软件在轮胎三维设计中应用的相关人员提供参考。
参考文献：
[1]蒋丽.CATIA软件二次开发基础技术[J].汽车工程师，2016（04）：38-41.
[2]陈小亮，姜楠楠.CATIA软件在汽车总布置设计中的应用[J].河南机电高等专科学校学报，2016，24（01）：4-7.
[3]胡燕萍.CATIA软件在轮胎三维设计中的应用[J].科技展望，2015，25（18）：11.