基于UG的宝马敞蓬车车身造型

2023年12月15日发(作者：一汽丰田汽车价格表示suv)

第ｌ期（总第１７０期）　２０１２年２月　机械工程与自动化　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴ（）ＭＡＴＩ（）Ｎ　ＮＯ．１　Ｆｅｂ．　文章编号：１６７２—６４１３（２０１２）０１—００７０—０２　基于ＵＧ的宝马敞蓬车车身造型　赵　映，张瑞宏，季　伟，薛学彪，任海良　（扬州大学机械工程学院，江苏　扬州　２２５００９）　摘要：提出了基于二维外形几何特征的宝马敞蓬轿车车身三维造型设计方法。利用ＵＧ软件中的插入模块获　取车身的几何特征关键曲线，结合产品外形情况．进行三维建模和模型渲染。最后完成宝马敞蓬概念车的造　型设计。该方法简化了设计过程．缩短了产品开发周期。　关键词：车身；造型；ＵＧ；曲面　中图分类号：Ｕ４６３．８２：ＴＰ３９１．７　文献标识码：Ａ　０　引言　２宝马敞蓬车车身造型设计流程　近年来，随着汽车市场的迅速发展，国内汽车厂　家不断采取措施缩短汽车开发周期，推出新产品［１］。　汽车的４大总成包括车身、底盘、发动机、电器电子　设备。其中底盘、发动机、电器电子设备一般采用选　由于现代轿车车身大多采用流线型外形，因此设　计者采用整张曲面构造整个车身表面的方案是行不通　的，现有的计算机辅助设计技术多采用车身主要曲面　分块方式来解决车身复杂曲面的造型问题［５］。图１为　车身造型流程框图。其大致步骤为：①根据曲面的曲　率、光顺度和延伸趋势对车身曲面进行分块；②生成　正确的空间曲线，具体方法有生成二维曲面投影曲　线、利用ＵＧ空间投影生成空间三维截交线；③分别　用的方式，而车身的开发工作在整车开发中占有很大　的工作量。因此，汽车厂商能否快速开发出新型车　身，对于缩短产品上市周期具有重要意义。目前，各　大汽车公司均成立了专门的车身研究中心，并且都采　用了先进的ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ等技术以谋求快速地开　发外型美观、款式新颖的汽车产品Ｌ２］。本文拟采用　ＵＧ中的插入模块导入二维数据图，采用ＵＧ软件中　曲线、曲面造型和自由曲面等功能，在三维空间构造　三维几何特征曲线，进行宝马敞蓬轿车车身的三维造　型，为汽车整车设计奠定基础。　ｌ　宝马敞蓬车车身曲面造型方法　车身三维模型造型，就是利用二维特征数据在　ＵＧ软件中构造出三维空间曲面所需的三维空间特征　构造各分块曲面；④对车身表面分块造型后，进行车　身各部分曲面的缝合，最后进行曲面光顺性分析。　几何曲线，然后对这些三维空间特征几何曲线进行优　化、修剪、光顺处理和适当调整［３］，最后，利用生成　的空间曲线构造车身曲面。车身三维建模过程一般为：　不　满　意　①概念设计师首先绘制二维效果图；②利用计算机辅助　设计软件进行设计、造型。曲面造型主要有规则曲面造　型与不规则曲面造型两种。规则曲面造型主要由旋转、　拉伸等简单操作方式生成，而汽车车身大多是由一系列　不规则曲面拼接而成。ＵＧ软件中的复杂曲面造型包括　自由面生成、扫掠、桥接、直纹等近２Ｏ多种功能［４］。　收稿日期：２０１１—０８—２５；修回日期：２０１卜０９－１３　作者简介：赵映（１９８５一），男，湖北仙桃人，在读硕士研究生，主要从事汽车零部件研发。　图１车身造型流程框图　３　宝马敞蓬轿车车身造型实例　３．１　车身外形图体系的形成　２０１２年第１期　赵映．等：基于ＵＧ的宝马敞篷车车身造型　?　７１　?　利用ＵＧ软件中的插入模块，将二维特征图导入　到ＵＧ软件中得到实际车身的三维视角草图。图２为　宝马敞蓬车的二维原始造型图，图３为三维视角中的　车身草图。　ｃ｝　垂　篷　蠲薄　琶蚕　蠲　图２　宝马敞蓬车二维原始造型图　图３三维视角中的车身草图　３．２　曲面分块原则　汽车车身是由一系列复杂、不规则轮廓的三维曲面　构成，一张曲面很难表达其数学模型，难以保证车身的　表面光顺及车身曲面阶数，这也给制造车身的冲压模具　提出了很高的要求［６］。为了方便ＣＡＤ绘图，结合车身　外形，依据现有参数化曲面设计理念，轿车车身分块应　遵循如下原则：①最大限度地减少分块数目，将能够一　次造型成功的曲面尽量放在一次完成；②尽量保证各曲面　内部的曲率变化均匀；③在曲面分块时杜绝异形曲面。　根据上述曲面分块原则，一般把一个复杂轿车车　身划分为发动机罩、前后立柱、前挡风窗、汽车内饰　框架、车座、左车门、右车门、后备箱盖、表板、左　前车轮、左后车轮、右前车轮、右后车轮、左右侧边　板、尾板等部分。　３．３　曲面造型设计　曲面造型设计中经常遇到曲面缝合问题，缝合曲　面的光顺性直接影响整车的美观与车身的最大承受载　荷Ｌ７］。因此，利用ＵＧ软件强大的桥接功能将原曲面　进行桥接，再将桥接的曲面与原曲面进行无缝缝合。　车身各独立曲面的造型设计步骤如下：　（１）根据原始造型草图提取特征曲线，利用ＵＧ　的空间投影功能将提取的特征曲线生成空间曲线。单　个曲面是在空间曲线的基础上生成的。使用ＵＧ软件　的插入模块，以原始造型草图为参考，生成车身关键　特征曲线提取草图，如图４所示。造型师可以根据自　身经验将空间曲面进行适当调整与修正，务必使生成　的曲面具有较高的光顺性。　（２）应用自由曲面模块绘制发动机盖罩、前挡风　窗、后备箱、前后立柱等关键曲面。为了保证曲面的连　续性，使车辆更加美观，首先利用曲面模块中的桥接命　令对发动机盖罩、前后立柱面、左右车门、后备箱、前　挡风窗所在面分别建立一个完整曲面；然后运用ＵＧ软　件的桥接、缝合功能将这些面连接成一个整体曲面。　图４车身关键特征曲线提取草图　（３）使用曲面模块中的曲面生成方法逐一生成前　后立柱、前挡风窗、汽车内饰框架、车座、左车门、　右车门、后备箱盖、表板、左前车轮、左后车轮、右　前车轮、右后车轮等部位，完成后的车身总成渲染效　果图如图５所示。　图５　车身总成渲染效果图　４结论　利用ＵＧ的基于特征建模的能力，能迅速完成零　件的设计、装配，给设计师们提供了空前简便而灵活　的环境。本文运用ＵＧ软件与Ｐｈｏｔｏ　Ｓｈｏｐ软件相结　合的方式对敞蓬宝马车整车从功能、实用、美观等角　度设计造型，事实证明这种新型的造型方法能缩短汽　车车身的开发周期，增强汽车厂商的市场竞争力。　参考文献：　［１］徐万红。张国忠，马世骁，等．基于草图跟踪的复杂曲面设　计方法［Ｊ］．东北大学学报：（自然科学版），２００４。２５（１）：　８６－８８．　［２］李红．朱安亮．陈靖芯．等．基于二维几何特征的轿车车身　三维造型设计［Ｊ］．扬州大学学报，２００９，１２（２）：６６?６９．　［３］Ｔｏｖｅｙ　Ｍ，（）ｗｅｎ　Ｊ．Ｓｋｅｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔ　ＣＡＤ　ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．Ｄｅｓ　Ｓｔｕｄ．２０００，２１（６）：５６９－　５８８．　［４］陈靖芯，陆海英。李红，等．基于几何特征的车身覆盖件的设　计方法与技术口］．机电产品开发与创新，２００８，１５（４）：６－８．　［５］　杜海滨．汽车造型设计［Ｍ］．沈阳：辽宁美术出版社。　２００６．　［６３　肖永清，杨忠敏．汽车的发展与未来［Ｍ］．北京：化学工业　出版社．２００４．　［７］谢萍萍．基于Ｐｒｏ／Ｅ的汽车造型设计［Ｊ＿］．黑龙江工程学　院学报（自然版）．２００９，２３（３）：ｌ１－ｌ４．　（英文摘要转第７４页）　?　７４　?　机械工程与自动化　２０１２年第ｌ期　个地脚在脱水过程中均有移动，同在一侧的两个地脚　移动距离基本相同，略有差异，说明洗衣机除有平动　外还伴有微小的转动。分析图７和图９可知增大减振　４结语　本文通过对洗衣机虚拟样机的仿真分析，得到了　吊簧刚度和减振器阻尼系数等滚筒洗衣机悬挂系统关　器阻尼系数会减小启动阶段外筒振幅突变，但通过对　图８和图１Ｏ的观察可看出增大减振器阻尼系数的同　时又会增加地脚移动距离，使减振效果变差。所以在　增大减振器阻尼系数改善滚筒振动突变的同时又要注　键参数对滚筒振动和箱体移动距离的影响，为更深入　地研究滚筒洗衣机的减振降噪提供了参考。　３５５．　３５０．　３４５．　意对箱体移动距离的控制。　３５ｎ　３４曩　３４０Ｌ　－●　－●　蠢　地脚４　地脚２　地脚３　３２５．　３２０．　３１５．　地脚４　建滕　地脚１　ｔ／ｓ　＼　＼　＼　＼　昌３３＆　３３ｃＬ　鞲３２５．　磁ｎ　３１５．　一　－／　／　一　?　地脚Ｉ　图１０　Ｋ一７．５　Ｎ／ｍｍ、Ｃ一０．５时的地脚位移　参考文献：　０　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　［１］魏玉东。高建，杨志永．基于ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ的滚筒洗衣机　ｔ／ｓ　图８　Ｋ一７．５　Ｎ／ｍｍ、Ｃ一０．２时的地脚位移　５７＝＆　５７７．　动态特性研究［Ｊ］．机械设计，２００８．２５（７）：５１—５３．　Ｆ２３杨晓文．赵晓嘎．滚筒式洗衣机振动模态分析［Ｊ］．机械工　程师，２００７（２）：３０－３１．　研．６．　［３３孙益民．张秋菊．曹毅．基于ＡＤＡＭＳ的滚筒洗衣机参数　逞骶　蜂５７４．　蜷５７３．　化模型研究［Ｊ］．机械工程师，２００８（５）：１１６—１１８．　［４］朱耀辉．王轲．基于ＭＳＣ　Ａｄａｍｓ的滚筒洗衣机建模与仿　真［Ｇ］／／ＭＳＣ．Ｓｏｆｔｗａｒｅ中国用户论文集．北京：ＭＳＣ．　ｏｆｔｗａｒｅ公司。２００７：１２７—１３２．Ｓ　５７２．　５７１．　［５３李增刚．ＡＤＡＭＳ入门详解与实例［Ｍ］．北京：国防工业出　ｔ／ｓ　图９　Ｋ一７．５　Ｎ／ｍｍ、Ｃ＝０．５时的外简质心振幅　版社。２００８．　Ｄｙｎａｍｉｃｓ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｆｏｒ　Ｄｒｕｍ　Ｗａｓｈｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ｗｉｔｈ　Ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ　Ａｘｉｓ　ＧＡＯ　Ｒｏｎｇ－ｈｕｉ，ＦＡＮ　Ｐａｎ－ｐａｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ　２３０００９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ａ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｄｒｕｍ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｗｉｔｈ　ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ　ａｘｉｓ，ａｎｄ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｉｔｓ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅ１．Ｂａｓｅｄ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｂｒｉｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｒｉｇｉｄ　ａｎｄ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ．ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＮＳＹＳ．ａ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｕｍ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ　ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．ｔｈｅ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　０ｆ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎｏｉｓｅ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｒｕｍ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ；　ｖｉｒｔｕａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ；ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　～●　●　‘…●：’，‘………●～●一～●一‘…～一…’－０　一，…●　一一●、?－、?、‘　（上接第７１页）　ＢＭＷ　Ｒｏａｄｓｔｅｒ　Ｂｏｄｙ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＵＧ　ＺＩｔＡＯ　Ｙｉｎｇ．ＺＨＡＮＧ　Ｒｕ￣ｈｏｎｇ，ＪＩ　Ｗｅｉ，ＸＵＥ　Ｘｕｅ－ｂｉａｏ。ＲＥＮ　Ｈａｌ－ｉｌａｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ　２２５００９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＢＭＷ　ｒｏａｄｓｔｅｒ　ｂｏｄｙ　３一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ。ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　２一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｄｒａｗｉｎｇｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ．ｔｈｅ　ｇｅｏｍｅｔｒｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｒ　ｂｏｄｙ　ａｒｅ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓｋｅｔｃｈ　ｔｒａｃｅｒ　ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆ　ＵＧ．Ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　３一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｒ　ｂｏｄｙ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ａｎｄ　ｒｅｎｄｅｒｅｄ．Ａｔ　ｌａｓｔ，ｔｈｅ　ｃａｒ　ｂｏｄｙ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｕｌｄ　ｓｉｍｐｌｉｆｙ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．ｓｈｏｒｔｅｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｃｙｃｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａＵｔＯ　ｂｏｄｙ；ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ＵＧ；ｓｕｒｆａｃｅ