基于车身硬点约束的车身网格变形关键技术研究

摘要

竞争日益激烈的汽车消费市场要求企业缩短汽车的研发周期，快速推出不同的新车型。在对新车型进行概念设计时，需要给出不同风格的车身外形。传统的设计方法需要手工制作出多个不同的油泥模型来表达不同风格的车身外形，这种方法费时费力而且周期长。将网格曲面变形方法应用于汽车车身造型，可以快速得到不同风格的车身外形。但是现有的网格变形方法自由度较大，变形后获得的数模无法满足设计要求而不能被采用。
　　论文结合车身设计要求，将车身硬点约束融入网格变形过程，研究了满足车身硬点约束的车身网格变形的关键技术。主要工作有：
　　（1）分析比较几种典型的网格变形算法，实现了基于NURBS的自由变形算法在车身网格曲面模型上的变形应用。
　　（2）构建基于知识的车身硬点布置参数化设计系统，快速生成车身硬点布置的数字模型。在CATIA V5中进行全相关车身硬点布置参数化建模，建立车身硬点布置关键尺寸的数据库。利用数据库访问和CATIA二次开发技术，由VB驱动CATIA V5完成基于知识的参数化建模，实现车身硬点布置参数化设计系统的构建。
　　（3）使用FLUENT软件分析网格变形前、后的车身空气动力学性能，验证网格变形方法的有效性。通过测量车身硬点布置模型与网格曲面变形后的车身模型之间的距离，获得满足车身硬点约束的车身网格变形模型；利用FLUENT软件分别对变形前、后的车身网格曲面进行外流场数值模拟，对比分析变形前、后的数值计算结果，验证车身模型网格变形的有效性。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2研究方法

1.3国内外研究现状

1.4论文的主要内容

第二章 基于知识的参数化设计理论

2.1引言

2.2基于知识的参数化设计理论

2.3基于知识的参数化设计的关键技术

2.4 CATIA V5知识工程模块及其二次开发

2.5本章小结

第三章 网格曲面变形方法在车身造型上的应用

3.1网格曲面变形技术在车身造型上的优势

3.2两种典型的自由网格变形算法分析

3.3两种典型的自由网格变形算法对比

3.4基于NURBS的网格曲面变形技术在车身造型上的应用实例

3.5本章小结

第四章 基于知识的轿车车身硬点布置智能化设计

4.1引 言

4.2 知识驱动的轿车车身硬点布置参数化设计开发流程

4.3轿车车身硬点布置关键尺寸参数的确定

4.4轿车车身硬点布置知识库的建立

4.5 CATIA V5下轿车车身硬点布置的参数化设计

4.6 Visual Basic下开发参数化设计系统

4.7创建模型

4.8本章小结

第五章 轿车外型改进及外流场数值模拟分析

5.1获取变形后的轿车网格曲面模型

5.2变形前、后的轿车外流场数值模拟

5.3变形前、后轿车数值模拟结果对比分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录：作者在读硕士期间参加的课题和发表的论文