一种采用逆向工程获得汽车防撞梁数据的方法

摘要

本发明涉及一种采用逆向工程获得汽车防撞梁数据的方法，属于扫描、逆向方法在防撞梁上的应用。采用逆向工程的方法获得实际生产的产品的数据，通过使用逆向软件生成实际生产的产品数据，查看逆向贴合度，使逆向数据与实际产品贴合度能够保证在±0.1mm偏差范围内。优点是确保逆向数据与实际产品的一致性，保证后续的有限元分析与实物产品性能一致，能够满足有限元分析所需数据的要求。通过制作贴合实物产品的逆向数据，用于防撞梁碰撞的模拟分析中，对其进行的碰撞模拟分析结果贴近实际试验验证结果，该分析结果能够等同于实际碰撞试验结果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种扫描、逆向方法在防撞梁上的应用，通过对已有的实物产品使用激光扫描仪进行扫描、逆向软件进行逆向、获得汽车防撞梁数据的方法。

背景技术

防撞梁作为汽车重要安全部件，其碰撞性能验证是尤为重要的，车辆在行驶中，当防撞梁与物体碰撞时，防撞梁将进行溃缩、吸收碰撞产生的能量，降低碰撞时对乘客的伤害，如图1所示，包括横梁和两端的吸能盒，现防撞梁的碰撞安全认证多为3D数据的有限元模拟分析或是实际产品批量前的实际碰撞试验验证，无论哪种碰撞验证均存在不足之处：

(1)、3D数据的有限元模拟分析，因3D数据具有唯一性，而实际生产的产品由于批次不同、产品公差、工艺选择、重复精度等因素的影响，实际生产的产品无法与3D数据完全一致，必然导致3D数据的有限元模拟分析结果与实际产品试验存在较大偏差。

(2)、实际产品的碰撞试验验证，因此项试验属于重要的安全试验项目，并且根据主机厂的不同，对三方实验室的资质是有严格认证要求，并且有很多产品的认证试验需要国外实验室完成，因碰撞试验的严格、苛刻性，往往需要多次改善、优化、试验验证，所以导致试验周期长、试验费用高。

目前扫描设备、软件及逆向软件主要应用都是在产品尺寸验证、逆向数据应用在产品开发中，通常逆向数据的制作注重产品的可制造性，多应用与正向开发软件一致的数据制作命令，制作的数据贴合精度欠佳，主要应用于产品逆向设计及产品开发中，无法将逆向数据针对性的应用在防撞梁碰撞模拟分析中。

发明内容

本发明提供一种采用逆向工程获得汽车防撞梁数据的方法，以解决3D数据的有限元模拟分析结果与实际产品试验存在较大偏差，及三方实验室试验验证的试验周期长、试验费用高的问题。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

(1)、采用逆向工程的方法获得实际生产的产品的数据：

使用激光扫描设备扫描获得点云数据；

(2)、通过使用逆向软件Geomagic Design X，对点云数据进行自动分割：

使用画笔选择模式、涂刷点云进行选择、面片拟合、生成所有的片体、剪切面片、片体的修整、生成实际生产的产品数据；

(3)、点击逆向软件Geomagic Design X的体偏差命令，查看逆向贴合度，设置偏差合格范围为±0.1mm，如在合格偏差内：将显示为绿色，如逆向的数据偏差高于点云数据+0.1mm，将显示黄色或红色，如逆向的数据偏差低于点云数据-0.1mm，将显示浅蓝或深蓝色；如逆向的数据贴合度超出±0.1mm范围，需要对超出合格偏差的位置进行重新逆向，直至逆向数据与实际产品贴合度能够保证在±0.1mm偏差范围内，以满足有限元分析使用。

本发明所述激光扫描设备包括海克斯康公司、gom公司、形创公司、中观公司、逸顿公司或思瑞公司。

本发明所述步骤(3)中对超出合格偏差的位置进行重新逆向的处理方法包括：

1)、对形变急剧的位置进行单独逆向后，在修整、缝合在一起；

2)、对面积过大，尺寸过长的位置需要进行分割成多个部分后，进行逆向；

3)、对凹陷位置分割后进行逆向。

本发明的优点是：通过使用扫描设备对实际生产的产品进行扫描，使用逆向软件进行数据逆向，利用软件中贴合生成面的命令，能够保证逆向数据与实际生产的产品贴合度偏差小于±0.1mm，使逆向数据与实物高精度贴合，确保逆向数据与实际产品的一致性，保证后续的有限元分析与实物产品性能一致，能够满足有限元分析所需数据的要求。通过制作贴合实物产品的逆向数据，用于防撞梁碰撞的模拟分析中，对其进行的碰撞模拟分析结果贴近实际试验验证结果，该分析结果能够等同于实际碰撞试验结果；有效解决了3D数据的有限元模拟分析结果与实际产品试验存在较大偏差的问题，也解决因需多次改善、优化、试验验证、导致三方实验室试验验证的试验周期长、试验费用高的问题。

附图说明

图1是本发明实际生产的防撞梁产品图；

图2是本发明使用激光扫描设备扫描获得的点云数据图；

图3是本发明使用逆向软件生成实际生产的产品数据图；

图4是本发明对形变急剧的位置进行处理的示意图；

图5是本发明对面积过大，尺寸过长的位置进行分割的示意图；

图6是本发明对凹陷位置分割的示意图；

图7是本发明逆向数据与实际产品贴合度在±0.1mm偏差范围的结果图。

具体实施方式

包括下列步骤：

(1)、采用逆向工程的方法获得实际生产的、如图1所示产品的数据：

使用激光扫描设备扫描获得点云数据：如图2所示，

(2)、通过使用逆向软件Geomagic Design X，对点云数据进行自动分割：

使用画笔选择模式、涂刷点云进行选择、面片拟合、生成所有的片体、剪切面片、片体的修整、生成实际生产的产品数据；参见图3；

(3)、点击逆向软件Geomagic Design X的体偏差命令，查看逆向贴合度，设置偏差合格范围为±0.1mm，如在合格偏差内：将显示为绿色，如逆向的数据偏差高于点云数据+0.1mm，将显示黄色或红色，如逆向的数据偏差低于点云数据-0.1mm，将显示浅蓝或深蓝色；如逆向的数据贴合度超出±0.1mm范围，需要对超出合格偏差的位置进行重新逆向，直至逆向数据与实际产品贴合度能够保证在±0.1mm偏差范围内，如图7所示，以满足有限元分析使用；

本发明所述激光扫描设备包括海克斯康公司、gom公司、形创公司、中观公司、逸顿公司或思瑞公司；

本发明所述步骤(3)中对超出合格偏差的位置进行重新逆向的处理方法包括：

1)、对形变急剧的位置进行单独逆向后，在修整、缝合在一起，如图4中圈示部分；

2)、对面积过大，尺寸过长的位置需要进行分割成多个部分后，进行逆向，如图5所示，其中部分1和部分3面积过大，需进分割后逆向，尺寸过长时，从位置3处进行分割后逆向；

3)、对凹陷位置分割后进行逆向，如图6所示，对凹陷4和凹陷5进行分割后，再进行逆向。