摘要：车体钢结构作为机车车辆的重要组成部分,其设计、制造至关重要。但长期以来,车体钢结构的设计、制造过程始终存在信息脱节的问题,不能从设计阶段的成果直接获取生产制造信息。因此,为了实现车体钢结构设计、制造过程信息的集成与一体化,在基于模型定义(Model Based Definition, MBD)技术及相关三维设计技术的支持下,进行了面向生产的三维车体钢结构设计系统研究。对车体钢结构及其设计、制造技术进行了分析和总结。研究了车体钢结构的分类和组成,总结了车体钢结构的结构特点；在研究传统的车体钢结构设计与制造过程、车体钢结构的制造工艺流程及焊接技术的基础上,对面向生产的三维车体钢结构设计系统相关技术进行了介绍。采用UML建模语言建立了面向生产的三维车体钢结构设计系统模型。根据UML建模流程,从静态和动态两个方面建立了系统的模型,建立了系统的用例图、类图、顺序图、活动图,从不同的侧面描述系统,并根据系统的模型得到了系统的总体框架。研究了面向生产的三维车体钢结构设计系统主要模块的内容和设计方法。通过分析MBD数据集建模模板的需求,从零件模板和装配体模板两个方面剖析了模板的内容；根据参数化设计原理,设计了车体钢结构型材参数化设计模块；根据装配模型自动生成方法,探讨了车体钢结构自动装配设计的方法；研究了焊接标注符号,设计了车体钢结构3D焊接标注的程序流程；运用规范化数据库设计方法设计了系统的数据库。基于Pro/E实现了面向生产的三维车体钢结构设计系统原型。利用Pro/Toolkit二次开发工具和VS2008编程,结合软件实现的关键技术,设计了面向生产的三维车体钢结构设计系统原型,实现了参数化型材设计库、车体钢结构装配模型自动生成、BOM自动生成、焊接材料消耗量计算、焊接信息清单获取、3D焊接标注等主要功能模块。