题目：自顶向下的轨道车设计平台研究与实现

随着CAD技术的不断发展和新兴市场的紧迫设计需求，国内轨道车行业正在经历由二维设计向三维设计跨越的时期。传统二维设计的方法已无法满足轨道车三维设计的要求，而三维设计过程缺少规范，设计人员三维CAD软件使用水平参差不齐等因素直接影响了产品的设计效率和质量。在企业开发并实施基于自顶向下的轨道车设计平台，将轨道车自顶向下的设计方法融入三维CAD设计工具中，可极大减少人工操作，提高设计水平和设计效率。本文首先研究了产品的自顶向下设计方法，并与自底向上设计方法进行了比较，分析了自顶向下设计中产品装配特征、装配关系和层次化装配的涵义，提出了产品在自顶向下设计过程中层次装配模型的建立方法。本文通过研究轨道车的基本组成结构，详细分析了典型车型——城轨车的不锈钢车体结构外形设计特点。在此基础上，通过建立轨道车自顶向下的设计流程和层次化结构的装配模型，定义轨道车装配模型的装配约束关系，采用几何特征的关联和参数关系式来传递轨道车装配模型的设计信息，提出了轨道车基于层次装配模型的自顶向下设计方法。本文在基于Pro/E的轨道车三维设计平台中，通过设计向导界面和定义三维模型的层次结构，实现并规范了轨道车的自顶向下设计流程；通过建立轨道车三维标准模型模板库，实现了轨道车模型的标准化建模；通过与企业的PDM系统对接，实现设计平台的文件管理。最后，在中国北车集团唐山轨道客车股份有限公司的“城轨B型车（不锈钢车体）专家引导设计系统”项目中进行了实例验证。验证结果表明本文提出的自顶向下轨道车设计平台可大量减少设计人员的设计量和设计出错，避免重复设计，实现轨道车三维设计的标准化、规范化和系列化。