参数化汽车车身设计.pdf

上海交通大学硕士学位论文摘要第 I 页参数化的汽车车身设计摘要车身设计在整车的开发中变得越来越关键和重要, 对汽车车身造型的设计与修改提出了越来越高的要求。传统的车身设计方法设计周期长,费时费力,修改困难,不能满足这一需要。本文对曲面的参数化设计与修改方法进行研究,实现了单个曲面的参数化设计及修改以及曲面之间的关联更新,并将其应用于汽车车身造型设计,得到较好的效果。该课题的研究具有实用价值。在汽车车身曲面的设计过程中,曲面的设计与修改以及曲面之间的关联更新是两个关键问题。根据曲面的构建方式和设计人员直观的修改角度,对车身曲面进行分块和建模,设定曲面的修改方式,将曲面的修改合理地转化为曲线的修改。现有的 B样条的修改理论不能给设计人员很大的自由度,文中将“能量最小法”应用于 B 样条曲线修改,首次提出了“ B 样条曲线局部修改算法”,用曲线上的三个点,分别直观地表示曲线的修改区间和修改目标点,实现对 B样条曲线上的任意曲线区间的修改,并将该算法用在基于 UG 的曲面设计和修改中,根据实际需要对该算法进行了改进。在草图曲线的修改中,优化了对称的草图曲线的尺寸标注和修改,把 Windows 程序的消息发送、处理机制,和 Windows API 函数运用于高亮显示正在修改的尺寸,给设计人员直观的显示。为了建立曲面之间的关联,将曲面之间的约束关系用“关联参数”表示, 提出了设定关联参数的方法以及注意点。讨论了关联参数的唯一性,处理循环影响多个曲面的关联参数的方法,曲面的构建顺序对关联参数选择的影响等,并且将曲面的设计与修改以及曲面之间的关联更新的方法在汽车车身曲面造型设计中加以应用,给出了关联参数为曲线和点的实例。最后本文给出了参数化、模块化的汽车车身设计的框架,说明了该设计的基本方法和设计步骤,从而更大程度地提高设计效率,更大限度上海交通大学硕士学位论文摘要第 II 页地重用已有组件。本文使用 VC++ 编写了实例中的车身参数化设计功能的程序,生成的动态连接库无缝集成在 UG 的使用环境中,实现了实例中的车身曲面的参数化设计和修改。车身的参数化设计降低对设计人员的设计经验和理论,计算机图形学以及 CAD 软件操作等方面的要求,修改过程符合设计人员的设计思想,使车身的设计和修改做到快、简、省。关键词: 参数化设计,车身设计, B样条曲线局部修改算法,关联参数, 模块化, UG 应用开发上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT 第 III 页 THE PARAMETRIC DESIGN OF AUTOMOTIVE BODY ABSTRACT The design for automotive body is b ecoming more and more significant in the development of an automobile , it also makes highe r require of the design and modification of the body st yling. The traditional design method can not meet this need because of its long development period, wasting more time and energy, the difficulty in modification and high request of the designers’ capability. In this thesis, the method of parametric design and modification for the surface is discussed. It is plished that only one piece of surface is designed and modifi ed parametriclly. So is the related update between the surfaces. All those me thods is applied to styling design of automotive body, which leads to good ef fects. This project has practical value. In the design process for automotive body, two aspects is very significant: one is the modifi