车身A 级(Class A)曲面模型的构造 Class A 曲面是由CATIA 软件开发商Dassault System 公司提出的新概念,主要是指车身零件中对外观和形状要求极高的曲面。本文从车身开发的角度,通过大量实例描述了车身Class A 曲面模型的定义及创建方法,而车身曲面模型的光顺是车身开发人员一直追求的目标,本文提出了一个切实可行的设计思路。 一、前言 车身设计方法从无到有,以及现在千姿百态的车身样式,都应当归功于现代科学技术的飞速进展。从设计理念上而言,车身开发的基本思路并未发生根本性变化,依然是“概念设计→总布置设计→详细结构设计→试验验证→产品”这样一个流程。然而由于现代技术的介入,使车身的开发周期大大缩短,车身的设计质量大大提高。 车身外形的变化也经历了由简单到复杂的演化过程,即箱式→船形→楔形→光滑曲面过渡的外凸形,这一过程也得益于各种先进技术的大量应用,如三维图形技术以及空气动力学仿真技术等。 现代车身设计,尤其是外观零件的设计,已经完全摈弃了由二维转三维的阶段,而是直接由虚拟三维到实际三维。正是借助于先进的设计方法和工具,车身开发周期才能由原来的4 到 5 年缩短至目前的2 到 3 年,甚至更短的时间。 Class A 曲面设计,即完全在计算机三维虚拟环境下构造合格的车身曲面的一种方法,是数学与计算机图形学相结合的典型应用,它不同于图板工作模式,使设计更加灵活,编辑起来更加方便快捷。随着逆向设计、稳健设计、基于分析的设计以及面向制造的设计等新方法涌入车身设计过程,基于三维的车身曲面模型设计越来越重要,在整个产品链中的地位也日益提高。 二、Class A 曲面的定义 Class A 一词最初是由法国 Dassault System公司在开发大型CAD/CAM 软件包CATIA时提出并付诸应用的,常译作 A 级曲面,专指车身模型中对曲面质量有较高要求或特殊要求的一类曲面,如外形曲面、仪表板和内饰件的表面等。从CATIA V5 版本开始,软件中新增加了ACA(Automotive Class A)模块,专门用于 Class A 曲面的设计。 Class A 曲面与通常所说的光顺曲面有相似之处,只不过Class A 特指汽车车身上的一部分曲面。依次类推,对于车身内覆盖件,如内板件,其曲面称为 Class B、Class C 等。 Class A 曲面是既满足几何光滑要求,又满足审美需求的曲面。 对于光滑曲面已经有很多的研究结论,参照施法中和朱心雄的定义可归纳如下:1)曲面片满足 G2 连续;2)没有多...