基于车身硬点约束的车身网格变形关键技术研究
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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。
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5页 |
目录 | 第6-9页 |
第一章 绪论 | 第9-18页 |
1.1 课题研究的背景和意义 | 第9-10页 |
1.2 研究方法 | 第10-13页 |
1.2.1 基于知识的参数化设计 | 第10-12页 |
1.2.2 汽车流场数值模拟方法 | 第12-13页 |
1.3 国内外研究现状 | 第13-17页 |
1.3.1 网格曲面变形方法的国内外研究现状 | 第13-14页 |
1.3.2 KBE在汽车及其零部件设计中的国内外研究概况 | 第14-15页 |
1.3.3 CFD的国内外研究现状 | 第15-17页 |
1.4 论文的主要内容 | 第17-18页 |
第二章 基于知识的参数化设计理论 | 第18-23页 |
2.1 引言 | 第18页 |
2.2 基于知识的参数化设计理论 | 第18-19页 |
2.2.1 知识的获取 | 第18页 |
2.2.2 知识的表示 | 第18-19页 |
2.2.3 知识的利用 | 第19页 |
2.3 基于知识的参数化设计的关键技术 | 第19-20页 |
2.3.1 基于特征的参数化建模 | 第19-20页 |
2.3.2 数据库访问 | 第20页 |
2.3.3 基于知识的推理技术 | 第20页 |
2.4 CATIA V5知识工程模块及其二次开发 | 第20-22页 |
2.4.1 CATIA V5知识工程模块介绍 | 第21页 |
2.4.2 CATIA V5二次开发方法 | 第21-22页 |
2.5 本章小结 | 第22-23页 |
第三章 网格曲面变形方法在车身造型上的应用 | 第23-34页 |
3.1 网格曲面变形技术在车身造型上的优势 | 第23-25页 |
3.1.1 传统的车身造型设计方法 | 第23页 |
3.1.2 网格曲面变形技术的产生 | 第23-24页 |
3.1.3 网格曲面变形技术在车身造型方面的优势 | 第24-25页 |
3.2 两种典型的自由网格变形算法分析 | 第25-31页 |
3.2.1 FFD自由变形算法步骤 | 第25-27页 |
3.2.2 NFFD自由变形算法 | 第27页 |
3.2.3 NFFD自由变形算法步骤和实例 | 第27-31页 |
3.3 两种典型的自由网格变形算法对比 | 第31页 |
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 | 第31-33页 |
3.5 本章小结 | 第33-34页 |
第四章 基于知识的轿车车身硬点布置智能化设计 | 第34-53页 |
4.1 引言 | 第34页 |
4.2 知识驱动的轿车车身硬点布置参数化设计开发流程 | 第34-35页 |
4.3 轿车车身硬点布置关键尺寸参数的确定 | 第35-37页 |
4.4 轿车车身硬点布置知识库的建立 | 第37-40页 |
4.4.1 轿车车身硬点总体尺寸参数库的建立 | 第38-39页 |
4.4.2 检查数据库的建立 | 第39-40页 |
4.4.3 实例知识库 | 第40页 |
4.5 CATIA V5下轿车车身硬点布置的参数化设计 | 第40-48页 |
4.5.1 启动宏录制 | 第40页 |
4.5.2 建立车身坐标系 | 第40-41页 |
4.5.3 建立车身硬点关键参考平面 | 第41-44页 |
4.5.4 车身硬点布置设计 | 第44-48页 |
4.6 VISUAL BASIC下开发参数化设计系统 | 第48-52页 |
4.6.1 Visual Basic的设置 | 第49页 |
4.6.2 程序界面的创建 | 第49-50页 |
4.6.3 宏代码的修改 | 第50-51页 |
4.6.4 检查对话框的建立 | 第51-52页 |
4.6.5 测试程序并打包转化成exe可执行文件 | 第52页 |
4.7 创建模型 | 第52页 |
4.8 本章小结 | 第52-53页 |
第五章 轿车外型改进及外流场数值模拟分析 | 第53-66页 |
5.1 获取变形后的轿车网格曲面模型 | 第53-55页 |
5.1.1 对轿车数字模型进行网格曲面变形 | 第53-54页 |
5.1.2 用车身设计硬点约束网格变形的范围 | 第54-55页 |
5.2 变形前、后的轿车外流场数值模拟 | 第55-61页 |
5.2.1 汽车空气动力学数值模拟方法 | 第55-56页 |
5.2.2 汽车外流场数值模拟中对流场特性的几条假设 | 第56-57页 |
5.2.3 数字模型的建立 | 第57-58页 |
5.2.4 确定模型计算域 | 第58-59页 |
5.2.5 划分网格 | 第59-60页 |
5.2.6 使用FLUENT进行计算 | 第60-61页 |
5.3 变形前、后轿车数值模拟结果对比分析 | 第61-65页 |
5.3.1 分析数值模拟结果 | 第61-62页 |
5.3.2 对比分析变形前、后数值模拟结果 | 第62-65页 |
5.4 本章小结 | 第65-66页 |
第六章 总结与展望 | 第66-68页 |
6.1 总结 | 第66-67页 |
6.2 展望 | 第67-68页 |
致谢 | 第68-69页 |
参考文献 | 第69-73页 |
附录:作者在读硕士期间参加的课题和发表的论文 | 第73页 |
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