طراحی خودرو با کتیا چگونه انجام می شود؟

صنعت خودرو به طور مداوم در حال پیشرفت است و فناوری‌های جدید هر روز در حال توسعه هستند.

در دنیای پرشتاب مهندسی خودرو، دقت و نوآوری به عنوان معیار برتر مطرح است.

ایجاد تعادل بین فرم و عملکرد در ایجاد بدنه یک وسیله نقلیه، نیازمند ابزارهای طراحی پیشرفته‌ای است که می‌توانند تمام جزئیات را با دقت ثبت کنند.

با افزایش پیچیدگی وسایل نقلیه مدرن، مهندسان خودرو به ابزارهای طراحی پیشرفته برای مفهوم سازی و طراحی آنها نیاز دارند.

نرم افزار کتیا و ابزارهای آن، به عنوان یکی از راهکارهایی است که به طور گسترده توسط مهندسان خودرو برای طراحی وسایل نقلیه استفاده می‌شود.

نرم افزار کتیا با یک مجموعه نرم افزار طراحی سه بعدی که به طور خاص برای طراحی خودرو با کتیا می‌باشد، معرفی شده است.

این نرم افزار مجموعه‌ای جامع از ابزارها را فراهم می‌کند که مهندسان را قادر می‌سازد تا جنبه‌های مختلف یک وسیله نقلیه از جمله ساختار، اجزا و سیستم‌های آن را طراحی، شبیه‌سازی و تجزیه و تحلیل کنند.

1# فرایند طراحی خودرو در کتیا

در یک طیف گسترده، فرایند طراحی خودرو را می‌توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1-1# مفهوم و طرح اولیه

در این مرحله حالت کلی از کاری که می‌خواهیم انجام دهیم، مطرح می‌شود.

2-1# سطح کلاس A) CAS)

در این مرحله که در ادامه بیشتر توضیح می‌دهیم، پایه و اساس یا به عبارت دیگر شالوده طرح خود را ارائه می‌کنیم.

3-1# مدل‌سازی بخش‌های مختلف بدنه‌ خودرو

در این قسمت مدل‌سازی بخش‌های مختلف بر طبق نیازهای موتور و متعلقات آن انجام می‌شود.

این ‌کار باید با محاسبات دقیق انجام گیرد تا محل قرار گرفتن تجهیزات نسبت به‌ هم مناسب بوده و در فعالیت آن‎ها مشکلی ایجاد نگردد.

4-1# مدل‌سازی بخش‌های مختلف اتاقک خودرو

برای این‌ که بتوانیم قطعات مختلف طراحی شده خود را سرهم کنیم، نیاز به طراحی اتاقک خودرو داریم.

در طراحی این قسمت از خودرو که شامل بدنه اعم از سقف گنبدی و قسمت پشت و قسمت جلویی خودرو است، باید ملاحظات کامل درباره اندازه و فرم قرارگیری قطعات طراحی شده قبلی را در نظر داشته باشیم.

5-1# مونتاژ قطعات

در این مرحله باید قطعاتی که در مرحله قبل طراحی کرده‌اید را در جای مناسب خود قرار داده و سرهم‌بندی کنید.

ابزار مورد استفاده در این مرحله از طراحی خودرو با کتیا، ماژول‌های اسمبلی می‌باشد.

6-1# تست و رندرگیری طراحی

یکی از امکاناتی که کتیا در اختیار طراحان قرار می‌دهد، امکان تست و رندرگیری است.

در این مرحله شما می‌توانید با استفاده از فشار و نیروهای اعمالی میزان مقاومت طرح خود را آزمایش کرده و در صورت لزوم در آن تغییرات را اعمال کنید.

به طور خلاصه می‌توان اینگونه گفت که مفهوم وسیله نقلیه خودرو ابتدا توسط یک هنرمند، طراح یا مهندس، فرضیه یا تصور می‌شود که سپس بر روی کاغذ ترسیم می‌شود.

پس از تأیید یک ایده، به رایانه منتقل می‌شود و در آنجا به صورت دو بعدی ارائه می‌شود.

سپس سطوح کلاس A (CAS) ساخته می‌شوند.

به دنبال آن یک مدل‌سازی سه بعدی CAD کامل از طرح خودرو، شامل رندرهای فوتو رئالیستی که بعداً وارد تولید انبوه می‌شود، انجام می‌گردد.

در سطح بالاتر، فرایند توسعه محصول را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

1. طرح زمینه و تأیید CAS
2. طراحی اولیه
3. تجزیه و تحلیل اولیه
4. تأیید نهایی سبک
5. طراحی جزئیات
6. تأیید
7. توسعه
8. ساخت نمونه اولیه
9. اعتبار طراحی
10. تولید قطعه
11. راه اندازی و تولید انبوه

2# مفاهیم اولیه طراحی خودرو

با توجه به این‌ که فرایند طراحی خودرو روندی با جزئیات و مهم است و تاثیر مهمی در زندگی و سلامت افراد دارد؛ لازمه انجام طراحی خودرو با کتیا این است که در مرحله اول باید با مفاهیم کلی مورد استفاده در طراحی خودرو با کتیا آشنا شویم.

متداول‌ترین این مفاهیم عبارت‌اند از:

1-2# بدنه در سفید (BIW) و برش

 یک وسیله نقلیه خودرویی، مانند یک خودروی سواری، معمولاً دو عامل مهم، بدنه در سفید (BIW) و برش‌ها را در طراحی دارد.

• بدنه به رنگ سفید نشان‌دهنده ورق فلزی یا آلومینیومی جوش داده شده و ساختار یکپارچه است که تمام سیستم‌های دیگر یک وسیله نقلیه خودرو را نگه می‌دارد.
• برش به تمام قسمت‌های زیبایی شناختی و غیر قابل رؤیت اشاره دارد.
  آنها حدود 30 درصد از کل یک محصول خودرو را تشکیل می‌دهند و سیستم‌هایی مانند موتور و گیربکس را حذف می‌کنند.
  برش‌ها دو نوع هستند:
  • تزیینات داخلی: قطعاتی هستند که در داخل خودرو دیده می‌شوند و برای نصب ابزارهایی مانند پانل ابزار یا داشبورد استفاده می‌شوند.
  • تزیینات بیرونی: قطعاتی که در خارج از وسایل نقلیه دیده می‌شوند؛ مانند سپر جلو و عقب خودرو.
    برش‌ها در درجه اول ساختارهای پشتیبان وسایل نقلیه هستند که از نظر زیبایی شناسی نیز متمرکز و مهندسی شده‌اند.

2-2# سطح کلاس A

کلاس A (همچنین به‌عنوان استارک شناخته می‌شود) اصطلاحی است که به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می‌شود.

این چیزی است که توضیح می‌دهد که سطوح پس از تولید چگونه از نظر زیبایی در دنیای واقعی به نظر می‌رسند.

از این‌ رو، دستیابی به سطح بالایی از جزئیات و دقت در این مرحله طراحی بسیار مهم است.

اصطلاح کلاس A توسط بسیاری اشتباه درک شده است.

با این‌ حال، معمولاً به عنوان جوهره مدل‌سازی سطح در نظر گرفته می‌شود؛ زیرا به بالاترین سطوح کیفیت سطح دست می‌یابد و به دانش بالایی در مورد طراحی خودرو و همچنین مهارت‌های مدل‌سازی سطح بالا نیاز دارد.

این قابل درک است؛ زیرا آنچه بر روی صفحه نمایش دیده می‌شود همان چیزی است که فرد پس از ساخت در نمایشگاه دریافت می‌کند.

توسعه سطح کلاس (CAS) A مستلزم آن است که فرد بسیار مبتکر و خلاق باشد؛ زیرا اصولاً از یک طرح مشتق شده است که یک رویکرد هنری است.

چیزی که فرایند ایجاد سطح کلاس A را بسیار چالش برانگیز می‌کند، تقاضای آن برای ترکیب طراحی، زیبایی شناسی و عملکرد در یک محصول بدون درز است که محدودیت‌ها و الزامات تولید را نیز برآورده می‌کند.

3# طراحی خودرو با کتیا

همانطور که گفتیم در طراحی خودرو نرم افزار کتیا محبوبیت فراوانی دارد.

مراحل مختلف طراحی با این نرم افزار به صورت زیر می‌باشد:

1-3# مفهوم سازی طراحی

اولین قدم در طراحی یک وسیله نقلیه، مفهوم سازی طراحی آن است.

این شامل درک مفهوم طراحی و ایجاد طرح‌های اولیه از طرح است.

پس از آماده شدن طرح‌های اولیه، مهندسان مدل‌های سه بعدی خودرو را با استفاده از ابزارهای طراحی خودرو با کتیا ایجاد می‌کنند.

این نرم افزار به مهندسان اجازه می‌دهد تا مدل‌های دیجیتالی خودرو را ایجاد کنند که از همه زوایا قابل مشاهده باشد.

این امر مهندسان را قادر می‌سازد تا طرح را به صورت سه بعدی تجسم کنند و در صورت لزوم تغییراتی را ایجاد نمایند.

مهندسان همچنین می‌توانند عملکرد خودرو را شبیه‌سازی کرده و جنبه‌های مختلف طراحی مانند آیرودینامیک را با استفاده از نرم افزار تحلیل کنند.

2-3# طراحی برای قابلیت ساخت

طراحی یک وسیله نقلیه فقط ایجاد یک طراحی جذاب بصری نیست.

فرایند طراحی خودرو با کتیا، ابزارهایی را ارائه می‌دهد که مهندسان را قادر می‌سازد تا برای قابلیت ساخت طراحی کنند.

این نرم افزار به مهندسان این امکان را می‌دهد که فرایند تولید را شبیه‌سازی کرده و مشکلات احتمالی را قبل از شروع تولید شناسایی کنند.

مهندسان همچنین می‌توانند طرح را برای قابلیت ساخت تجزیه و تحلیل کنند و در صورت لزوم تغییراتی را ایجاد نمایند.

3-3# اعتبار سنجی طراحی

اعتبار طراحی یکی از جنبه‌های ضروری طراحی خودرو با کتیا است.

این شامل آزمایش طراحی برای اطمینان از مطابقت با عملکرد موردنیاز است.

استانداردها و عملکرد نرم افزار کتیا، ابزارهایی را ارائه می‌دهد که مهندسان را قادر می‌سازد تا با تجزیه و تحلیل حالت‌های تنش، کرنش و شکست، طرح‌های خود را تأیید کنند.

این به شناسایی ایرادات احتمالی طراحی کمک می‌کند و مهندسان را قادر می‌سازد تا تغییرات لازم را قبل از شروع تولید انجام دهند.

4-3# طراحی مشارکتی

طراحی مشارکتی شامل کار گروهی بین طراحان، مهندسان و سایر ذی‌نفعان درگیر در فرایند طراحی خودرو با کتیا است.

این نرم افزار، ابزارهایی را فراهم می‌کند که با اجازه دادن به اعضای مختلف تیم برای کار همزمان روی یک پروژه، طراحی مشترک را امکان پذیر می‌سازد.

این تضمین می‌کند که همه در یک صفحه هستند و به بهبود کیفیت طراحی کمک می‌کند.

5-3# بهینه‌سازی طراحی

بهینه‌سازی طراحی یکی از جنبه‌های مهم طراحی خودرو با کتیا است؛ زیرا شامل به حداکثر رساندن عملکرد خودرو و در عین حال به حداقل رساندن وزن و هزینه است.

طراحی خودرو با کتیا ابزارهایی را ارائه می‌دهد که مهندسان را قادر می‌سازد تا طراحی را با تجزیه و تحلیل عملکرد، وزن و هزینه بهینه کنند.

این کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که خودرو استانداردهای لازم را برآورده می‌کند و ساخت آن مقرون به صرفه است.

6-3# برنامه ریزی و کنترل تولید

برنامه ریزی و کنترل تولید یک جنبه اساسی در ساخت خودرو است.

این شامل ایجاد دستورالعمل‌های ساخت و کنترل فرایند تولید برای اطمینان از اینکه محصول نهایی استانداردهای لازم را دارد، می‌باشد.

طراحی خودرو با کتیا، ابزارهایی را فراهم می‌کند که مهندسان را قادر می‌سازد تا با شبیه‌سازی فرایند تولید و شناسایی مسائل احتمالی قبل از شروع تولید، فرایند تولید را برنامه ریزی و کنترل کنند.

4# ملاحظات طراحی خودرو

در هر خودرویی، هم برش‌های داخلی و هم بیرونی از مجموعه‌ای از قطعات و اجزای کوچک‌تر تشکیل شده است.

کارکرد صحیح هر یک از این اجزا، نتیجه تحقیقات گسترده از نظر طراحی، ساخت و ملاحظات مواد است؛ بنابراین در هنگام طراحی خودرو با کتیا، در نظر گرفتن چندین مورد توصیه می‌شود.

از جمله:

• الزامات عملکردی: الزامات عملکردی در مورد قصد یا نقش یک بخش یا جزء خاص در محصول صحبت می‌کنند.
  آنها به دنبال ایجاد تعادل بین ضرورت، زیبایی شناسی و عملکرد در هر طیفی هستند.
• انتخاب مواد: انتخاب مواد علاوه بر خستگی، کشش، شکل‌پذیری و سایر ویژگی‌ها، بارها و تنش‌هایی را که بر روی قطعه اثر می‌گذارند نیز در نظر می‌گیرد.
  ماده‌ای که مورد استفاده قرار می‌گیرد نیز باید از نظر میزان ارتعاش آن به دلیل خواصی مانند رزونانس آزمایش شود.
• قابلیت اطمینان: تست‌های مقاومت در برابر ضربه و خراش به منظور اطمینان از اینکه کاربران محصول می‌توانند به طور سرسام‌آوری بر یکپارچگی و عملکرد قطعات یا اجزای سازنده تکیه کنند، انجام می‌شود.
• DFA: این به مکانیسم اتصال یا نصب اجزا بر روی محصول خودروی شما می‌پردازد.
• DFM :DFM در مورد قابلیت ساخت و پارامترهای مربوط به آن، مانند زمان چرخه و هزینه صحبت می‌کند.
• اقتصاد: عوامل اقتصادی مانند هزینه و قابلیت خدمات در این صنعت بسیار مهم هستند.
  افزایش اندک در هزینه می‌تواند برای مصرف کننده نهایی به‌صورت تصاعدی محاسبه شود و در نتیجه فروش کلی شرکت را کاهش دهد.

همه اینها و موارد دیگر در نظر گرفته می‌شوند تا اطمینان حاصل شود قطعه در حین کار خراب نمی‌شود که این مورد می‌تواند به طور بالقوه باعث تصادفات جاده‌ای در مورد خودروها شود.

5# مزیت طراحی خودرو با کتیا

طراحی خودرو با کتیا، به دلیل ویژگی‌های مهم و کاربردی که به کاربران ارائه می‌دهد، مزیت‌های زیادی دارد.

از جمله این مزایا عبارت‌اند از:

• دقت بی‌نظیر: نرم افزار کتیا مجموعه‌ای قوی از ابزارها را ارائه می‌دهد که مهندسان را قادر می‌سازد تا با دقت طرح‌های BIW را طراحی کنند و اطمینان حاصل نمایند که هر منحنی، درز و اتصال با دقت اجرا می‌شود.
• ادغام بدون مشکل: کتیا با سازگاری با پلتفرم‌های طراحی مختلف، به طور یکپارچه با ابزارهای نرم‌افزاری دیگر ادغام می‌شود و جریان‌های کاری مهندسی و طراحی جامع را ممکن می‌سازد.
• افزایش طرح‌های مشارکتی: طراحی خودرو با کتیا، همکاری بین تیم‌های چند رشته‌ای را تقویت می‌کند، اشتراک‌گذاری بی‌درنگ داده‌های طراحی را تسهیل می‌کند و فرایند طراحی ساده را تضمین می‌کند.
• طراحی پارامتریک: مهندسان از ویژگی‌های مدل‌سازی پارامتریک کتیا برای اجرای سریع تکرارهای طراحی استفاده می‌کند که این مورد، مهندسان را قادر می‌سازد تا گزینه‌های طراحی متعدد را به طور مؤثر بررسی کنند.

6# رقیبان کتیا در طراحی خودرو

برای قسمت‌های مختلف طراحی خودرو، نرم افزارهای مختلفی ارائه شده است که هر کدام ویژگی‌های متفاوتی را در اختیار کاربران قرار می‌دهد.

البته طراحی خودرو با کتیا با توجه به قابلیت‌ها مورد استقبال فراوانی قرار گرفته است.

انواع نرم‌افزارها برای سطوح مختلف طراحی خودرو به شرح زیر است:

1-6# نرم افزار برای ایجاد سطح کلاس A (CAS)

نرم افزارهایی مانند Autodesk Alias و CATIA ICEM surf می‌توانند به تبدیل طرح‌های طراحی دو بعدی به CASهای سه بعدی کمک کنند.

لازم به ذکر است که برخی از نرم افزارهای CAD می‌توانند CAS ایجاد کنند؛ اما به ابزارهای ایجاد CAS اختصاص ندارند.

• Autodesk Alias محصول Autodesk که با نام مستعار شناخته می‌شود، پرکاربردترین ابزار ایجاد CAS است که درجه بالایی از کنترل روی سطوح را همراه با دستورات زیادی برای اصلاح بیشتر سطوح به کاربر می‌دهد.
• نرم افزار بعدی که به طور گسترده برای ایجاد CAS مورداستفاده قرار می‌گیرد، CATIA ICEM Surf توسط Dassault Systems است.
  این نرم افزار همچنین دارای درجه‌ای از کنترل و دستورات است که با Autodesk Alias برابری می‌کند.
  از این‌ رو، کاربر می‌تواند مطمئن باشد که درجه بالایی از تحمل، سطوح دقت، تداوم سطح و کیفیت را دریافت خواهد کرد.
  این ابزار کمک می‌کند تا یک طرح به یک سطح قابل کنترل در یک فضای مجازی سه بعدی تبدیل شود.
  برای طراحی معمولاً به سه تصویر یعنی نمای جلو، نمای جانبی و نمای بالا نیاز است.
  با این‌ حال، دردسترس‌بودن طرح یا تصویر نمای عقب، کل فرایند طراحی را بسیار آسان‌تر می‌کند.
  با بهینه‌سازی این سطوح مجازی، می‌توان هر جزء خودرو را مدل‌سازی کرد.
  از آنجایی که اکثر وسایل نقلیه در طراحی بیرونی متقارن هستند، کاربر فقط باید نیمی از محصول را مدل‌سازی کند و این نیمه را در مورد صفحه تقارن برای تکمیل فرایند منعکس نماید.
• CATIA Automotive Design یک مجموعه نرم افزار طراحی سه بعدی است که توسط مهندسان خودرو برای مفهوم سازی و طراحی خودروها، کامیون‌ها و سایر وسایل نقلیه استفاده می‌شود.
  طراحی خودرو با کتیا به مهندسان اجازه می‌دهد تا مدل‌های دیجیتالی یک وسیله نقلیه را ایجاد کنند و طرح‌های خود را از نظر عملکرد، ایمنی و عملکرد آزمایش کنند.

استفاده از نرم‌افزاری که به ایجاد CAS اختصاص ندارد، هنگام کنترل منحنی‌ها و سایر نقاط کنترل، مشکلات زیادی را به همراه خواهد داشت.

2-6# نرم افزار برای تجزیه و تحلیل

مدل‌های سه بعدی CAD را می‌توان با رعایت پارامترها، محدودیت‌ها و محدودیت‌های تجهیزات طراحی کرد.

در این حالت، روش آزمون و خطا در چنین موردی هزینه و ساعات کاری زیادی را به همراه خواهد داشت.

اینجا جایی است که ابزار تحلیل وارد می‌شود.

با استفاده از تجزیه و تحلیل طراحی خودرو با کتیا می‌توان فهمید که آیا مدل قابل ساخت است یا خیر و همچنین مناطق طراحی را که باید برای ساخت بهینه شوند، مشخص کرد.

3-6# نرم افزار CAD

بسیاری از نرم افزارهای قدرتمند سه بعدی CAD مانند CATIA ،Creo (Pro-e) ،SolidWorks ،Solid Edge ،Autodesk Fusion 360 و Autodesk Inventor وجود دارند که در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

با این‌ حال، نرم افزارهایی که در بخش خودرو در سطح جهانی محبوب‌ترین هستند، عبارت‌اند از:

• CATIA (V6)
• Unigraphics (NX11)

طراحی خودرو با کتیا به دلیل انعطاف پذیری بیشتری که نسبت به سایر نرم افزارها ارائه می‌دهد، بسیار محبوب است.

همچنین بدنه خودرو در سفید (BIW) و برش‌ها، پیچیدگی بیشتری از نظر سطوح دارند به همین دلیل از CATIA و Unigraphics استفاده می‌شود.

CATIA و Unigraphics دارای دستورات مختلف و انعطاف پذیری بیشتری برای ایجاد سطوح پیچیده هستند، در حالی که نرم افزار CAD رقیب دیگری در این زمینه‌ها محدودیت‌هایی دارد.

از این رو، اکثر OEMها در سراسر جهان CATIA و Unigraphics را ترجیح می‌دهند.

این نیز به این دلیل است بدنه خودرو و برش‌ها حدود 40 تا 60 درصد از کل خودروهای سواری را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین، آنها به درجه بسیار بالاتری از کنترل، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان نیاز دارند.

نتیجه‌گیری

از آنجایی که مهندسی خودرو افق‌های جدیدی را در بر می‌گیرد، طراحی خودرو با کتیا، ابزاری ضروری در شکل دادن به خودروهای آینده باقی خواهد ماند.

علاقه‌مندی و استقبال طراحان خودرو به استفاده از قدرت کتیا برای طراحی، نشان دهنده برتری مهندسی و نوآوری بوده و نوید آینده‌ای را می‌دهد که در آن هر منحنی و خطی گواهی بر دقت و نبوغ است.

طراحی خودرو با کتیا، درها را به روی راه حل‌های طراحی نوآورانه باز می‌کند، مرزهای طراحی خودرو را پیش می‌برد و تضمین می‌کند خودروها در بازار رقابتی برجسته شوند.

در سفر به سوی طراحی خودرو با کتیا، تولیدکنندگان این نرم افزار و گروه‌های تولیدکننده ابزارهای طراحی خودرو، متحد شده‌اند و جرقه‌ای از خلاقیت را روشن می‌کنند که همچنان مسیر را به سمت طراحی‌های خارق‌العاده بدنه خودرو روشن می‌کند و صنعت خودرو را به ارتفاعات جدیدی ارتقا می‌دهد.