基于NURBS的汽车覆盖件曲面造型系统的研究

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1、上海大学研究生论文用纸摘要随着cAD／CAE／cAM技术的日渐发展与成熟，汽车工业近年来发展迅猛。我国汽车工业经过与国外著名汽车设计与制造公司的合作与交流，设计和制造能力较之过去得到了长足的进步。但其中有些关键技术尚未完全掌握，汽车覆盖件的设计和制造就是其中之一。逆向工程(反求工程)设计是近年来新兴的设计方法之一，特别是随着三维测量仪测量速度和精度的提高而运用日渐广泛。逆向工程设计的精髓在于再设计，它要求我们在理解和吸收他人先进设计思想的基础上进行再设计和创新。结合目前我国汽车覆盖件模具设计和制造能力的现状，有必要

2、先研究覆盖件模具的设计而逐步提高设计能力，最后能进行自主开发。基于逆向工程的汽车覆盖件设计重点在于复杂和高品质的自由曲面造型。本文就曲面造型中的三个难点和关键技术一一曲面求交，裁剪和光顺做了详细的探讨，提出了～些新的概念和算法。全部工作包括：·分析目前各种测量方法的优缺点。重点阐述了ATOS三维非接触式扫描仪的工作原理，使用方法，注意事项等，并给出由它测量到的某微型车前保险杠部分点云图。·利用以NURBS理论为基础的曲线曲面数学模型，给出本曲面造型系统的数据结构和部分C十+程序代码。·提出曲面合理分块的方法，给出点

3、云的预处理方法。·基于斜凸包法提出NURBS曲线和曲面求交算法，然后对曲面的裁剪作了详细的探讨，提出了一些新的概念和算法，著给出在本系统中曲面求交和裁剪的数据结构及部分c++程序。●提出曲线曲面的光顺准则，分析了曲线曲面不光顺的原因，给出了光顺的一般方法，并着重探讨了能量法光顺曲线，曲面的方法。·介绍曲面品质的分析方法。在以上研究的基础上，建立了针对性强，运行稳定而快捷的汽车覆盖件专用逆向软件，在实际应用中得到了企业的一致好评。并结合工程实例，由测量点云在本系统中反求出了某微型车前保险杠和某轿车前轮罩，并给出各自的

4、NURBS曲面数据。关键词：逆向工程汽车覆盖件NURBS光顺上海大学研究生论文用纸AbstractInrecentyearswiththedevelopmentandmaturityofthetechnologyofCAD／CAE／CAMgradually，automotiveindustryareexpandingveryquicklY．Ⅵiththecorporationandcommunicationwiththeoverseasfamousautomotivecompanies，thedesignandma

5、nufacturingabilityofourcountry’sautomotireindustryhasbeingachievedgreatdevelopment．Butthereare10tsofcrucialtechnologieshavenotbeenmastered，includingthedesignandmanufacturingofvehicle’scoveringpart．ReverseEngineering(RE)isoneofthenewlygrownadvanceddesigntechnol

6、ogiesandusedinmoreandmorefieldsstepbystepwiththedevelopmentof3Dmeasuringmachine’sspeedandprecision．ThesoulofREisredesignanditaskasredesignandcreateproductsbasedonunderstandingandabsorbingotherperson’sadvanceddesignideas．Takingourcountry’scurrentdesignandmanufa

7、cturingstateofcoveringpartintoaccount，itisnecessaryforustoresearchthedesignofcoveringpartanddeve]opdesignabilitygradually，sowecandesignitbyourselfatlast．BasedonRE，themostimportantthingofthedesignofcoveringpartismodelinscomplexandhighqualityfreeformsurface．Sowe

8、makeadetaileddiSCUSSionaboutthreedifficultandcrucialtechnologiesinmodelinssurface：intersectionofsurface，trimmingsurface，smoothingsurfaceandprovidesomenewconceptsandalgorithms．Thefo