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幾何問題的CAD制度研究車體零件設(shè)計(jì)
摘要：復(fù)雜的幾何建模是開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助車體部件設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)系統(tǒng)。本文提出了一種新的身體為基礎(chǔ)的多層次的建模方法。機(jī)身采用基于功能和“雕刻”戰(zhàn)略，通過創(chuàng)建一個計(jì)算機(jī)車體部件設(shè)計(jì)了多層次，多區(qū)域geomclric模型系統(tǒng)。此方法是用于提高幾何建模的穩(wěn)定性和靈活性修改的有益計(jì)算機(jī)車體零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以及用于進(jìn)一步建立更靈活的模型有利改變基于分析和優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：車身設(shè)計(jì);體為基礎(chǔ)的特征;多層次；多區(qū)模型
1 前言
車體的設(shè)計(jì)主要是通過3D進(jìn)行CAD系統(tǒng)在汽車行業(yè)現(xiàn)在。然而，汽車車身設(shè)計(jì)的質(zhì)量很大程度上取決于經(jīng)驗(yàn)和技巧設(shè)計(jì)師。大多數(shù)3D-CAD系統(tǒng)的主要工作是幾何造型，但參數(shù)和建模過程中所用模型的結(jié)構(gòu)在STI / L由設(shè)計(jì)師來確定，因此，質(zhì)量幾何模型的大大依賴于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)。
一個車體部分設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上基于知識工程（KBE）提出，可用于自動的一個分區(qū)。
設(shè)計(jì)師的實(shí)驗(yàn)，從而顯著降低開發(fā)成本，提高了設(shè)計(jì)效率。作品很多已經(jīng)做了的汽車車身部件的二次開發(fā)。這些作品可分為兩部分：
其中的重點(diǎn)是有效性和分析設(shè)計(jì)，如玻璃的干涉檢查穩(wěn)壓器，視野fleld分析，反思儀表盤和雨刮掃面積。另一個主要集中在“設(shè)計(jì)”，在其他也就是說，這樣的工作將創(chuàng)建幾何楷模。目前，大部分的第二發(fā)展車體部分的是基于前（VaIidjty和分析），而不是計(jì)算機(jī)輔助車體部分設(shè)計(jì)。因?yàn)橛休^少的投入和很清楚在有效性和分析，數(shù)學(xué)解決方案樣的工作更適合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。現(xiàn)在有很多設(shè)計(jì)成果，所有滿足specined設(shè)計(jì)要求和規(guī)則。在此外，作為車身的白色的一部分，任何部分必須保持與在結(jié)構(gòu)的其他部分是一致的。這個WIL /使零件結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。該變化和復(fù)雜性是第一個問題，我們在設(shè)計(jì)過程見面。因此，他們應(yīng)該是首先解決。
為了解決上述的問題，我們提出下面的算法：
所提出的策略的基本思想是1）由生成的幾何模型固體為基礎(chǔ)和基于拓?fù)涞牟僮鳎@顯著增加所產(chǎn)生的幾何的質(zhì)量楷模; 2）分車體部分不同的區(qū)域近似復(fù)雜結(jié)構(gòu)，ofTer設(shè)計(jì)者各種解決方案，從而能夠提高靈活性和生成的模型的適用性;3）實(shí)施由自上而下的設(shè)計(jì)流程改進(jìn)的層次模型。
2我?guī)缀卧煨虸N
二次DEVELOPMEN'T?一個復(fù)雜的建模是第一道屏障二次開發(fā)的進(jìn)度。對于一個典型的車體的一部分，如前地板板，整個在3D CAD軟件的建模過程中可以分離INT0 600-1000步驟。作為用于更復(fù)雜的部分，例如單件的側(cè)壁或門內(nèi)，這個過程將更加復(fù)雜。在工業(yè)實(shí)踐已經(jīng)表明，在一般情況下，它重要的是計(jì)算機(jī)，完成整個無操作自動建模過程設(shè)計(jì)師。
例如，生成的成功典型的自由曲面決定于輸入?yún)?shù)和幾何參數(shù)elements.The它們通常用在需要的功能來定義的代替這個特定的幾何操作。所以創(chuàng)建操作必須被拋棄，取而代之其他策略。鑒于這樣的假設(shè)幾何操作的概率為P，則一定建模過程中產(chǎn)生的概率包括N個步驟就沒有更多的PN，在一般情況下，車體部分的設(shè)計(jì)，N是非常大的，所以概率wⅢ非常小。
構(gòu)建幾何模型的過程由戰(zhàn)略調(diào)整和模式optimiza-的化。因此，這不是一個簡單的代數(shù)運(yùn)算。它便于設(shè)計(jì)人員修改建模策略，但很難CAD系統(tǒng)。這樣一車體的CAD系統(tǒng)應(yīng)采用建模戰(zhàn)略，從手動使用的那些非常不同車體造型。因?yàn)镃AD可以自動化以下一些speciflc建模的角度講工作程序，但他們不能創(chuàng)建新的策或智能形容詞usting策略。
2 殼體基于特征的操作
研究發(fā)現(xiàn)根據(jù)身體的這一戰(zhàn)略操作可以大大增加successfullity計(jì)算機(jī)輔助車體的幾何造型部分設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此外，這種策略可以容忍一些失敗的幾何運(yùn)算。這可以避免一切順序幾何墜毀引起幾個不成功建模操作操作。
在一般情況下，幾何特征可以是classifled成根據(jù)類型的三種類型參考對象：一個?；谶吘壍牟僮鳛郴诿娴牟僮鰿。體化運(yùn)作部件的形狀和結(jié)構(gòu)將是在幾何造型的改變時(shí)期或模型修正，從而邊緣的numer和零件的面孔將accordingly.If一些變化邊和面被除去，所有的特征的操作相關(guān)的他們將會失敗。當(dāng)邊和創(chuàng)建的面孔，那些相對邊緣型和基于面的功能不能用于檢查那些自動變化，這往往會導(dǎo)致連續(xù)造型farlures。作為拓?fù)淠康?，身在幾何造型更加穩(wěn)定，相比邊緣基和基于面的造型，beUer模型可以由那些基于檢體內(nèi)來獲得操作。
在時(shí)下流行的CAD系統(tǒng)，一些邊緣型和基于面的功能不能由組合而直接或間接地更換一些身體為主的特點(diǎn)。為了解決這個問題，我們增強(qiáng)這些邊緣型和基于面的特征以“智能”的身體為基礎(chǔ)的功能，并刺穿該算法在UGS / NX平臺。
32.調(diào)用一個智能識別，這將檢測體和找到邊和面。這些邊和面被用作基本幾何輸入。3.調(diào)用當(dāng)前面基于和邊緣系骨折。?以上表格中提到的那些步驟采用知識融合標(biāo)準(zhǔn)功能（KF）索緒爾。這些增強(qiáng)功能是完全參數(shù)化功能和繼承的所有屬性NX特征，以便它可以與此CAD集成系統(tǒng)。
由于智能識別后，幾何造型筑底特征可以被利用檢測的變化，并用于響應(yīng)添加或移除幾何對象。而模式將被越來越多的穩(wěn)定和靈活在不斷變化和更新。
例如，對于一個混合操作（參見圖2），邊緣基于功能不能用于檢測新邊創(chuàng)建驅(qū)動后的個人資料均改變和新的混合不能被附加到這些新的優(yōu)勢。但是，增強(qiáng)“智能”混合功能可以識別此更新，涉及所有邊緣融合操作。這就是我們想要的。
3 殼體的建模策略
在幾何造型，機(jī)身是有幫助的保持參數(shù)變化的穩(wěn)定性，也簡化內(nèi)部的復(fù)雜關(guān)系幾何特征。當(dāng)手工建模，幾何操作隊(duì)列（圖3中示出）是經(jīng)常使用，如圖3所示，每個未來取決于或引用以前的功能。一個失敗的特征將停止所有以下功能的操作對于設(shè)計(jì)師，新的方法或操作會采取的解決它。在一般情況下，這不是很嚴(yán)重的問題，但對于計(jì)算機(jī)的一個大問題軟件。作為一名優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它應(yīng)該是健壯的一些失敗的操作，并防止破壞整體的失敗建模過程。如果幾何操作可以做成功，結(jié)果wⅢ是非常有用的和設(shè)計(jì)師可以很容易地解決這個問題所造成的幾次失敗的操作。
基于上述概念，下面的算法在我們的計(jì)算機(jī)輔助車身零件設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)。首先，做一個身體作為初始機(jī)構(gòu)未來的操作。而將TnEN今后所有的體為主功能是用來“塑造”這一初始體最終形成預(yù)期的幾何體。使用此算法，計(jì)算機(jī)輔助車體零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以得到更多的robustity。即使是一些操作系統(tǒng)蒸發(fā)散都失敗在某些情況下，它仍可以完成保持經(jīng)營和創(chuàng)造最佳的有用?輸出（參見圖4）。
4 多層次，多防區(qū)模型
例如，為了清楚地描述結(jié)構(gòu)拖車門體側(cè)，還有在Ieast 70參數(shù)和二十幾何投入。因此，一個體側(cè)不僅通過一系列描述表面上，但也復(fù)雜的參數(shù)和關(guān)系。這些關(guān)系總是與幾何造型并存。任何的機(jī)身設(shè)計(jì)過程是從簡陋到精致，或從簡單到復(fù)雜且不是快分配。該發(fā)展是動態(tài)過程被驅(qū)動通過重疊部分的變化，調(diào)整intemal裝飾和設(shè)計(jì)師的想法。規(guī)則和在過程牽連的關(guān)系是在gereral不變在一定意義。體側(cè)設(shè)計(jì)太]基于KBE將反映上述特性，因?yàn)樗囊?guī)則關(guān)系。該設(shè)計(jì)的結(jié)果將沒有任何意義，果這是缺乏特點(diǎn)。幸運(yùn)的是，我們與特征建模，WAVE鏈接實(shí)現(xiàn)這個和KF由UGfNX提供。???
它公知的是的體側(cè)結(jié)構(gòu)每部車輛是不同的。在過程中體側(cè)sofiware發(fā)展，目標(biāo)是使設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)涵蓋重大典型結(jié)構(gòu)體側(cè)，并允許在其中型變化。對于例如，雙門體側(cè)應(yīng)包括五區(qū)（見圖5）：上A柱時(shí)，A柱的下部，上部乙pⅢar的，較低B柱和前蹺。然后必須有每個區(qū)域五六個典型剖面最少。在本文中，一個66building塊“的方法是通過解決上述問題。的分區(qū)體側(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足要求構(gòu)和功能，以及不同的區(qū)有自己的設(shè)計(jì)自己的要求和特殊造型procediire。汽車車身零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)將創(chuàng)建每個區(qū)域和組織喜歡做的“積木”他們最后一部分。
據(jù)體側(cè)的moduje思路，相應(yīng)的工作流程的基礎(chǔ)上構(gòu)建?CAD建模。實(shí)際上，復(fù)數(shù)關(guān)系船在內(nèi)部和外部的存在每個區(qū)域。組裝結(jié)構(gòu)和參通過UG / NX提供terized造型都采用了創(chuàng)建體側(cè)處理自己內(nèi)心relat'ionships。和外關(guān)系是體現(xiàn)與UG / WAVE LINK。同時(shí)，這工作流confoimed與模塊化軟件開發(fā)追求的一致性和過程的連續(xù)性。這些方法使發(fā)展的明確和合理的。
有裝配控制frve水平結(jié)構(gòu)體：第一級：基本幾何形狀;第二級：基本輸入組織accordrng到主體結(jié)構(gòu);三級：所有從眾多數(shù)據(jù)關(guān)系非線性編輯系統(tǒng)需要建立區(qū)域收集和聚集;四級：詳細(xì)建模操作每一個區(qū)域，每一個區(qū)域的flnal模型在這個層面完成。五級：每個區(qū)域?qū)⒈贿B接為一體部分。
這個控制srructure適合身體設(shè)計(jì)和開發(fā)過程。
顯然，這種方法可以容易地應(yīng)用在身體其他部位的發(fā)展。
5 結(jié)論
擬議的幾何建模策略上述在開發(fā)使用計(jì)算機(jī)輔助車體零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)。與基于之前的作品相比傳統(tǒng)領(lǐng)/建模策略，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該建模策略使系統(tǒng)更加穩(wěn)定和適用。進(jìn)一步，幾何參數(shù)和由所產(chǎn)生的模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提出的建模策略可在調(diào)整大范圍的。這是得天獨(dú)厚的后分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。舉個例子，建模側(cè)壁，反式的邊緣時(shí)形成區(qū)域?qū)⑾?，如果圓角的半徑為充分Iarge。因此，幾何操作，在其中所涉及的邊緣可能會失敗，所以ADJ usting圓角半徑的范圍大大減小。擬議的幾何建模策略顯著降低FL極限/讓調(diào)整從而大大擴(kuò)大魚片的調(diào)整范圍。這是未來車型再生和樂于助人模型的形容詞usting。
致謝
這項(xiàng)工作是由國家資助杰出青年基金（No.1?0125208）和國家自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目中國的基金（No.1?9832020），這支持表示感謝。
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