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《基于特征的汽车车身几何建模与车身内布置概念设计系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于特征的汽车车身几何建模与车身内布置概念设计系统的研究/7一f1'第l4卷第3期1996丰6月交通与计算机Computerand~mmun[cationsVoL.14No.3June.1996u,于特征的汽车车身几何建模与车身内布置概念设计系统的研究黄国萍周济t余傻,√陈定方.—.....一一～(华中理工大学…武汉430074)(武汉交通科拽大学'武汉430063)摘要文章针耐我国现行车身设计中存在的问题,提出了在车身设计中建立基于物质特征的统一三维产品模型,以实现车身设计剥模具尉造的计算机集成}将智脂技术和优化技术纳人车身内部布置设计中?并
2、在计算机上实现了车身内部布置的概念一词特征建模布鼍库梅鸯耳<.本勾关键词特征建模布鼍}车搬计L士,,F3jL,,'o引言几擞墓量嚣主由于车身外表面为自由曲面,形状复杂,计仍然采用二维绘图,二维数据-模型I和结构设计时须考虑整车性能和各种翩约因素,因不一致,给模具设计,分析计算带来困难.在此,设计工作复杂,技术文件种类多,信息量现行车身设计中,车身零件设计数据的继承大且相关信息多.在现行车身设计中,车身产性较差,无论是新车型开发,还是变型车设品设计文件主要为工程图低和明细表等设计计,车身部分的设计工作量都很大,还不能为文档,图纸绘制工作量大
3、,致使新车型的开发车身覆盖件模其的设计造提供丰富,完整从设计,样车实验到修改定型的圊期长,且质的产品几何信息和其它非几何信息,致使从量不易保证?为了使我国自行设计,制造出来车身开发到生产准备的整体效益不能提高.的产品占有市场,产生经济效益,必须首先解同时,在车身设计过程的各个环节中,都需要决在整车产品开发中存在瓶颈效应的车身设对设计结果进行校核分析,育案的比较和选计部分的主要问题?择;需完成结构分析,人机工程分析,机构运1现行车身设计中存在的问题动分析及车身附件的效果等分析计算工作.及其开发工作而只有二维信息的车身零件很难完成这些分车身覆盖件模
4、具制造中需要型面的三维维造型技术.为此.本文运用设计方法学的思_——————————一想,对车身零件的特征进行归类,提取,为车*由国家863计划CIMS主题<863—7301)资身零件提供设计模块,便建立基于特征的助统一的三维模型收稿日期:l995一ll—l58文通与计算机第l4喜总体布置设计任务书结构布置草图H有职元分折主图扳绘翩1内部零件图绘制l苤堕型Il三视图匦圃』测量三维造型1外覆盖件零件图绘制外覆盖件模具设计.制造l堂主堕l商试验结果分析图1现行车身设计漉程图从图1可以看出,车身总体布置是车身设计流程中的一个重要环节.车身总体布
5、置包括车身的内部布置.但在目前,我国在车身的内布置设计中仍采用人工设计方式,采用对进口车辆实测法并参考同类车型有关数据作为借鉴,按经验和类比法确定内部空间控制尺寸,座椅,方向盘以及操纵机构和踏板等尺寸参数,由此设计结果势必导致中国驾驶员去适应汽车,驾驶容易产生疲劳感,违背了"以人为中心"的原则.此外,设计中的经验,知识和设计行为特征也未能转化为一定形式的设计准则,以形成概念设计,结合到车身CAD系统中本文将智能技术和优化技术纳入车身内部布置设计系统中,将法规和标准以及专家的设计经验建立知识库和推理机,采用面向对象的知识表示方法来表达知识.并运用
6、人机工程学的成果,建立了车身内部布置概念设计系统.以下本文就上述两方面开发工作分别加以论述.2车身设计中建立基于特征的统一的三维产品定义模型现有的国内外特征技术研究都是在实体模型的基础上开展的.原因很简单,当代的CAD系统以实体造型的几何和拓扑处理功能最完善.本文在车身设计中对零件进行产品定义时,将车身零件分为车身内部零件和车身覆盖件两太类零件.因为车身内部零件多为规则形体(轴类或箱体类零件),对这类零件目前已有较成熟的产品定义特征模型,故对车身内部零件沿用了华中理工大学CAD中心开发的回转类零件和箱体类零件产品定义模型.而车身覆盖件多为自由曲
7、面的组合体,对这类形状不规则的零件进行产品特征定义还很少有人问津.本文在对车身覆盖件进行产品特征定义时,试图概括如下特征:(1)基本特征:指主要曲面形状特征如先用B样条定义控制线(曲面截面线和边界曲线),然后拟合成双三次样条的曲面特征;(2)附加特征:指曲面局部修正特征.如可用来做曲面裁剪(trim~'ning)的特征或用来做曲面延拓生成凸缘,翻边的特征;(3)复合特征:对两张曲面进行等曲率或变曲率过渡,进行满足零阶一阶,二阶几何连续和光顺性要求的拼接,构造车身总成几何模型的特征;(4)总体特征:曲面的最小包容盘和凸包的属性.如车身覆盖件的毛坯
8、特征.举个简单应用例子.如汽车车门的造型是由车门整体上裁剪下车窗玻璃所获得.因此,汽车车门为复合特征,车门整体是基本特征,车窗玻璃是一个附加特征.同时
