基于鼓形面的车门玻璃及导轨设计

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1、第４０卷第１期同济大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０１２年１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＯＮＧＪＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ）Ｊａｎ．２０１２文章编号：０２５３－３７４Ｘ（２０１２）０１－００９２－０５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－３７４ｘ．２０１２．０１．０１７基于鼓形面的车门玻璃及导轨设计高大威１，２，高云凯１，周晓燕１，刘海立１（１．同济大学汽车学院，上海２０１８０４；２．上海理工大学机械工程学院，上海２０００９３）摘要：提出一种以鼓形面拟合双曲面车门玻璃的方法，利用的车型有中华轿车、ＰＡＳＳＡＴＢ５等．双

2、曲面玻璃不线元几何构造运动方程并结合Ｋ－Ｌｏｃａｌ－ＲＡＮＳＡＣ算法从仅在升降方向上曲率大于零，而且在车身长度方向车身点云拟合鼓形面．根据鼓形线原理，由比例函数的方法上曲率也大于零，其升降运动是一种上下转动与侧得到玻璃导轨曲线，同时进行运动偏差分析，最大运动偏差向滑移的合成运动．这种复杂的合成运动不仅对玻小于０．６ｍｍ，完全达到工程设计要求，说明鼓形面玻璃的拟璃曲面提出了更高的要求，而且对玻璃引导系统的合方法及升降导轨的设计正确、合理．布置同样提出了非常高的要求．关键词：车门玻璃；鼓形面；鼓形线；运动偏差近年来，虽然双曲面玻璃已经被应用在国内外中图分类号：Ｕ４

3、６３．８３＋４文献标识码：Ａ开发的许多车型上，但成熟、公开的资料基本没有，并且存在很多问题，工程设计和制造质量不高．同济ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｏｏｒＧｌａｓｓａｎｄＧｕｉｄｅＲａｉｌｗｉｔｈ［１］大学的高云凯教授等、同济同捷科技股份有限公ＤｒｕｍＳｕｒｆａｃｅ［２］司的雷雨成教授等采用圆环面方法拟合双曲面玻ＧＡＯＤａｗｅｉ１，２，ＧＡＯＹｕｎｋａｉ１，ＺＨＯＵＸｉａｏｙａｎ１，ＬＩＵＨａｉｌｉ１璃，并且利用ＵＧ等软件实现了圆环面玻璃的几何（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｔｕｄｉｅｓ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ设计和运动分析

4、，但是车门玻璃运动时的最大偏差［３－４］２０１８０４，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，为２．８～３．５ｍｍ，偏差较大．北美通用的ＬｉｎＣＬＳｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）利用车门ＣＡＥ模型进行了钢丝绳式玻璃引导系统的虚拟试验设计研究，同时还研究了车门玻璃在升Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｒｕｍｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅ［５］降运动中的鲁棒性问题．福特公司的Ｋ．Ｓｉｎｇｈ等ｄｕａｌ－ｃｕｒｖａｔｕｒｅｇｌａｓｓ．Ｔｈｅｄｒｕｍｓｕｒｆａｃｅｗａｓｏｂｔ

5、ａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｂｏｄｙｃｌｏｕｄｙｄａｔａｗｉｔｈｔｈｅｍｏｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｂｙ借助ＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）分析方法研ｕｓｉｎｇｌｉｎｅｅｌｅｍｅｎｔｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄＫ－Ｌｏｃａｌ－ＲＡＮＳＡＣ究了普通车门玻璃在升降运动过程中的偏差以及密ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｒｕｍｌｉｎｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ封条变形．ｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｒａｉｌｃｕｒｖｅ．Ａｔ笔者结合上海某汽车设计公司的一款车型

6、，针ｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｍｏｔｉｏｎｄｅｖｉａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｍａｘ对左侧后门玻璃进行了玻璃曲面以及玻璃引导系统ｍｏｔｉｏｎｄｅｖｉａｔｉｏｎｗａｓｎｏｔｍｏｒｅｔｈａｎ０．６ｍｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｕｌｌｙ的布置设计．首先，利用线元几何构造运动方程并结ａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅ合Ｋ－Ｌｏｃａｌ－ＲＡＮＳＡＣ算法根据车身点云数据得到ｄｒｕｍｓｕｒｆａｃｅｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｇｕｉｄｅｒａｉｌｄｅｓｉｇｎａｒｅｃｏｒｒｅｃｔａｎｄ

7、ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．鼓形面，以鼓形面拟合双曲面玻璃；同时，按照鼓形线原理，使用比例函数的方法拟合玻璃升降导轨曲Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｄｏｏｒｇｌａｓｓ；ｄｒｕｍｓｕｒｆａｃｅ；ｄｒｕｍｌｉｎｅ；线；最后，通过运动偏差分析，最大位置偏差小于０．６ｍｏｔｉｏｎｄｅｖｉａｔｉｏｎｍｍ，完全符合工程偏差要求．证明玻璃曲面拟合及其导轨设计的正确性与准确性．长期以来，汽车造型设计与车身设计中遇到的一个难点就是车门玻璃的型面设计．现代汽车车身１设计理论外型设计越来越强调流线型，为了满足不断提高的要求，越来越多的乘用车车门采用双曲面玻璃，熟悉目前对于双曲面玻

8、璃的拟合方法使用较多的是收稿日期：２０