理论教育 曲面分类在汽车设计中的应用

曲面分类在汽车设计中的应用

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-5 轿车外壳曲线图1-5 轿车外壳曲线图1-6 跑车外壳曲面片体2.根据工艺属性分类随着现代社会的不断发展,UG、ProiE、CATIA和SolidWorks等三维软件广泛应用于工业产品的设计领域。

曲面分类在汽车设计中的应用

在工程设计软件中,曲面概念是一个广义的范畴,包含曲面体、曲面片以及实体表面和其他自由曲面等,这里不再细致介绍此类名称上面的一些分类方法,而是根据工艺属性和构造特点来分类并介绍曲面的类型。

1.根据曲面的构造方法分类

在计算机辅助绘图过程中,曲面是通过指定内部和外部边界曲线进行创建的,而曲线的创建又是通过单个或多个点作为作为参照来完成。因此可以说曲面是由点、线和面构成,分别介绍如下。

978-7-111-49642-7-Chapter01-9.jpg点表示曲面

点构造方法生成的曲面是非参数的,即生成的曲面与构造点没有关联性。当构造点进行编辑、修改后,曲面将不会产生关联性的更新,所以这种方法一般情况下不多用。例如在设计时最常见的极点和点云,如图1-4所示。

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图1-3 栅格显示效果

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图1-4 汽车外壳点云

978-7-111-49642-7-Chapter01-12.jpg线生成曲面

曲线构造方法与点不同,通过曲线可生成全参数化的曲面特征,即对构造曲面的曲线进行编辑、修改后,曲面会自动更新,这种方法是最常用的曲面构造方法。例如有界平面、拉伸曲面、网格曲面、曲面扫描,如图1-5所示。

978-7-111-49642-7-Chapter01-13.jpg已有曲面生成曲面

这种方法又叫派生曲面构造方法,是指通过对已有的曲面进行桥接、延伸、偏置等来创建新的曲面。对于特别复杂的曲面,仅仅利用曲线的构造方法有时很难完成,此时借助于该方法非常有用。另外,这种方法创建的曲面基本都是参数化的,当参考曲面被编辑时,生成曲面会自动更新。例如汽车车身的曲面设计,如图1-6所示。

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图1-5 轿车外壳曲线

978-7-111-49642-7-Chapter01-15.jpg(www.daowen.com)

图1-6 跑车外壳曲面片体

2.根据工艺属性分类

随着现代社会的不断发展,UG、ProiE、CATIA和SolidWorks等三维软件广泛应用于工业产品的设计领域。随着美学和舒适性要求的日益提高,对各个工业性产品,如汽车外壳等提出了A级曲面的概念,对比A级曲面从而衍生出B级曲面和C级曲面等不同的品质要求。

978-7-111-49642-7-Chapter01-16.jpgA级曲面

A级曲面并非是曲面质量的度量,而重视产品表面曲面的品质,其标准通常起源于客户工程的需求及要求。A级曲面不只是般意义上的曲面质量的等级,也是伴随工业设计的发展而产生的种通称。

A级曲面最重要的个特性就是光顺,即避免在光滑表面上出现突然的凸起、凹陷等。除了局部细节需要曲率逐渐变化的过渡曲面,这样的设计足以使产品外形摆脱机械产品生硬的过渡连接。另一个特性是除了细节特征,一般来讲趋向于采用大的曲率半径和致的曲率变化,即无多余的拐点,体现完美柔和的曲面效果。例如,轿车、汽车或其他电动设备外壳曲面对光顺度、美学要求比较高、属于特优质的曲面特征。该类曲面采用曲率逐渐过渡,从而避免了突然的凸起、凹陷等缺陷,如图1-7所示。

978-7-111-49642-7-Chapter01-17.jpgB级曲面

般汽车内部钣金件、结构件大部分都是初等解析几何面构成,这部分曲面与A级曲面设计立足点完全不同,它注重性能和工艺要求,而不必过于考虑人性化的设计。在满足性能及工艺要求后就可以认为达到要求,这类曲面通常称为B级曲面。

对于个产品来说,从外观上看不到的地方都可做成B级别曲面,例如底板等大型不可见的曲面零部件,如图1.8所示。这样无论对于结构性能,还是加工成本来说,都是有益的。

978-7-111-49642-7-Chapter01-18.jpgC级曲面或要求更低的曲面

这种曲面在CAD工程中比较少用,例如用于汽车内部结构支撑件,如内部支架等。一般是使用者或客户不能直视的部分。大多情况下用在雕塑和快速成型等方法创建而成的曲面,在CAD工程中般做成B级曲面。

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图1-7 A级曲面创建轿车壳体

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图1-8 B级曲面创建越野车底盘

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