汽车覆盖件反求工程设计技术的分析与应用

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1、汽车粒盖件反术1挈一‘设il技术的石JI究f_jJ■川附表索引表2．1各种测量方法比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．10表4．1一模型表面的三维数据点的坐标值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一33VTIT湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：z，夕年广月／p日学位论文版权使用授权书本学位论

2、文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在一年解密后适用本授权书。2、不保密l√I。(请在以上相应方框内打“4”)作者签名：导师签名：日期：九叼年y月，，日日期：卅年y月，，日吼印年彳月2日硕l：学f誓论文1．1概述第1章绪论在产品开发的过程中，设计工程师常常要以已知的样件(模型)为依据或参考原型，进行仿形、改形设计或T业造型设计。在汽车车

3、身覆盖件等产品的造型设计与结构设计中，形状独特而复杂的自由曲面零件一般不能直接建立CAD模型，往往是以制件模型(如油泥模型等)或经手工进行修改后的样件为设计原型，这时就要根据这些模型的表面测量数据，基于新的设计概念的功能描述重构CAD模型，然后对CAD模型进行优化评估，直至满意的设计结果。这种从样件或模型获取产品CAD数模技术及相关的技术，已发展成为CAD中一个相对独立的范畴，称为反求工程。广义的反求T程包括形状反求、rT艺反求、材料反求等诸多方而，是一个系统工程【1，2。】。目前，大多数有关反求工程的研究都集中在形状反求，即重建产品的CAD模犁，本论文所述的“反求工程”即指这一

4、方面。在数字化技术的推动下，传统的制造jIk无论在理念上还是在技术手段上都正在经历着飞速变革。其中，反求工程(RE，ReverseEngineering)技术产生于20世纪80年代，反求工程给传统的制造方法带来了巨大冲击，以RE技术为核心的产品(模具)快速开发和制造技术以快捷、高效的特点赢得了业界人十的广泛关注。反求工程技术作为产品逆向设计和二次创新设计的重要手段，使原来以复制设计制造为主的RP技术获得了再创新、再设计的能力，使反求工程技术与产品数字化设计与制造技术更紧密地结合，更好地为产品设计的再创新工程服务。反求工程设计技术之“反求”是相对于传统的CAD设计技术而言的。传统的

5、产品设计一般需要经过图1．1所示的设计过程。厂————]厂————]厂————]广————]I竺兰H竺兰竺兰H竺兰H竺竺兰兰l图1．1传统设计流程而反求工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用cAD／CAE／CAM等先进技术对其进行处理I41。它的设计流程如图1．2所示。汽1i覆蔫件反求lf{竿设汁技术的研究与应用H设计思维t产品一二维图卜一一cA。数学模型卜一信息数的奇腑1--‰L!，n，卜l柑CAD／CAM控来]买初一致予化亍’1珀系统加源工L1电子信息}_—_1数据格式转换t-图1．2反求工程设计流程图1．2与图1．1的不同之处在于设计的起点不

6、同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。⋯般来说，产品反求上程应用于T>lk领域中主要包括以下几个内容‘5·6，7，8】：(1)新零件的设计，主要用于产品的仿型设计或改型；(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图；(3)损坏或磨损零件的还原；．(4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。其中新零件的设计是反求工程设计中应用得最广的一’个方面，尤其是在现代汽车的车身开发设计中起着非常重要的作用，它是汽车覆盖件曲面模型建立的关键步骤。1．2反求工程在现代车身设计中的应用1．2．1传统车身设计方法汽车车身是汽车结构中与底盘和发动机并列的三大部分之一

7、，其开发和生产周期最长，图纸及工艺准备的工作量最大，并且还经常要换型、改型，不像底盘和发动机那样容易做到系列化、通用化[9．10】。车身覆盖件多为尺寸大而形状复杂的空间曲面，这些空间曲面无法用一般的机械制图方法完整地表现出来，因而不得不建立三维模型作为依据。为了使这些图纸和模型能够确切地表现出车身的形状和结构，需要通过一套复杂的没计程序来完成。传统的车身设计方法的过程可用图1．3来表示。2硕十学位论文制定设计仟务书◆绘制l：5的车身总和簧图山绘制缩小比例的彩色效果图山制作缩d-比