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A级曲面设计工艺在汽车制造行业中

所谓A级曲面设计工艺的定义,是必须满足相邻曲面间之间隙在0.005mm 以下(有些汽车厂甚至要求到0.001mm),切率改变 ( tangency Change ) 在0.16度以下,曲率改变 (curvature change) 在0.005度以下,符合这样的标准才能确保钣件的环境反射不会有问题。

近年来,在汽车制造行业中的A级曲面设计工艺成为人们普遍关注的话题。A级曲面(文中简称A面)一词最初是由法国达索公司在开发CAD/CAM 软件CATIA时提出并开始应用的,是指对曲面质量要求较高或有特殊要求的一类曲面。早期的汽车工业对车身曲面有这样的规定:车身外表面,白车身为A面;依次往下不重要的面为B面,如内饰面;不可见的面为C面。但是随着美学和舒适性的要求日益提高,汽车内饰件也要求达到A面的特征。因此更加合理的A级曲面定义应为:所有可见表面都要成为A面;不可见表面为B面。

A级曲面设计工艺

面代表着曲面的质量,这容易使人想到光顺曲面,不过对A面的要求要比一般的光顺曲面更加严格。从A级曲面设计工艺上讲,A面必须符合相邻曲面间的间隙在0.005mm以下,切率改变在0.16度以下,曲率改变在0.005度以下的标准,这样才能确保曲面的环境反射不会有问题。当对曲面进行高光线评估时,显亮的曲线应该有一个共同的曲率特征,即等高线连续且过度均匀、逐渐的发散或收缩,而不是一下子汇集消失到一点。从美学角度的考虑,A面应该满足和光顺曲面相同的要求,即避免在光滑表面上出现突然的凸起、凹陷等缺陷;曲面过渡时,应至少是满足G2连续。      

A级曲面设计工艺在车身曲面创建中,应尽可能以整体来进行,先不考虑具体的零部件分块,将整个车身外形曲面视为由一组互相连续的曲面片构成的凸壳,在保证各曲面片及拼接关系满足A面要求的情况下,再详细考虑车身的细节特征。按车身覆盖面积和造型优先级分,曲面元素可分为基础面(如车门玻璃面、顶盖和挡风)和特征细节(如棱线和倒角)两类。      

A级曲面设计工艺设计基础面时,严禁采用非四边域的形式构建。其U/V段数必须为1,如果是Bezier曲面,其阶数不能超过7;如果是B样条曲面,其阶数不应超过6。构建初始,必须先确定曲面是否对称,以及U/V是否正交。 大部分基础面是单凸曲面,这类曲面可分为球形面(高斯曲率为正)和鞍形面(高斯曲率为负)两种。如果基础面非单凸(如S形,多为过渡面),必须在构建时就加以明确。以曲线为基础构造基础面时,曲线在保证高质量的同时务必要简洁。建模前应先确定参数化方式,以避免建立曲面时产生交叉节点或增加数据量。对于特征细节,则需要求其位置、消失区域与造型设计完全一致即可。

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