车身设计和光顺性分析概述

第四步：通过对所取点进行微调并结合曲率梳命令“porcupine curvature analysis”通过曲线曲率梳判断曲线的光顺性，经过不断重复微调曲线各个控制 点的位置使曲线1、曲线2、曲线3三条曲线的曲率梳满足曲线光顺的准则。各 曲线曲率梳情况如下所示：
第五步：采用“translate”命令对曲线2、曲线3进行偏置得到曲线 translate2、曲线translate3如下： translate2
spline1
spline2
在此处设置点 的切线方向
第八步：采用“plane”命令建立平面plane 2、plane3、 plane4如下所示：
ZX平面
plane3
plane4
plane2
第九步：采用“intersection”命令对四个平面：ZX平面、plane2、plane3、 plane4，其中每个平面分别跟五条曲线曲线1、translate2、translate3、 translate4、translate5求交点，得20个交点。分别把各个平面和曲线的交点用 “spline”命令连接成线得到spline3、spline4、spline5、spline6如下所示：
2、车身三维建模过程

第一步：通过CATIA软件中的sketch tracer模块将法拉利599 GTB Fiorano车型的图片导入CATIA软件中。
第二步：将视图调整为前视图调整坐标系原点到前轮中心处
坐标系原点
第三步：利用“3D curve”命令取点成线得曲线1、曲线2、曲线3： 曲线1
曲线2
曲线3
NURBS曲线的光顺准则




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a、二阶光滑性。 它包含两方面的内容:曲线的曲率连续和样条曲线在节点处曲率可能发生 跳跃，这时要求其节点处左、右曲率差的跃度之和应尽可能的小于某一 阀值。 b、不存在多余的拐点。 对曲线来说拐点肯定是有的，但只要设计者认可的即可。不能多于规定 的拐点数量。 c、曲率的变化应比较均匀。 一些曲线即使在不存在多余拐点的情况下，由于它的曲率出现骤增或骤 降时也会造成曲线的不光顺。此时必须增加保证曲线的曲率变化比较均 匀的条件。 d、没有多余变挠点。 变挠点与拐点类似，需要符合曲线的设计要求，多余的变挠点使曲线不 符合设计者的要求。 E、挠率的变化应比较均匀。 曲线即使在不存在多余变挠点的情况下，由于它的挠率出现骤增或骤降 时也会造成曲线的不光顺。
二、车身光顺性分析
本文为确保所设计的车身光顺性较好，本人 通过调整曲率梳来保证曲线的光顺性，通过 截面曲率分析、环境映射分析、高光线分析、 斑马线分析来判断曲面的光顺性。
1、光顺的概念
到目前为止，光顺性仍然是一个模糊的概念。这是因为光顺 性涉及几何外形的美观性，难免受主观因素的影响，一般认 为直线、圆弧、平面、柱面、球面等简单几何形状是光顺的。 光顺是工程上的术语，包括光滑与顺眼两方面含义。光滑是 指空间曲线和曲面的连续阶，数学上一阶导数连续的曲线即 为光滑的曲线。而顺眼是人的主观感觉评价，不同的外形设 计人员按照同样的设计要求，可能设计出不同的曲线曲面， 看起来同样光顺。 车身外形曲线曲面的设计既要保证良好的空气动力学特征， 又要符合汽车造型的艺术原则，总是要求生产出的产品汽车 的外形是光顺的。
会特别擅长设计某一种车型，而乔治-亚罗所擅长的正是跑 车，也正是法拉利，成就了大师的声誉。法拉利599 GTB Fiorano是一款极富视觉冲击力的具有雕塑感的跑车。它的 造型如此多姿，每一个新的角度都反射出新的光线。它的形 体阐释了它那极致的运动风格，同时也保留了一份独有的精 致。看到红色法拉利599GTB，容易让人联想起传说中的赤 兔马，因为它的颜色，也因为它的奔马立标，更因为其流线 造型带来的速度感。 作为一款超跑，长时间的风洞测试和无数次模拟实验，使这 款新车具有极为出色的下压力和阻力特性。经过优化设计的 车身下底板、后部扩散器和飞拱结构使车辆在以300km/h的 速度疾驰时的空气阻力只有160kg。同样地，车辆的阻力系 数Cd仅为0.336。
一、轿车车身造型
本文主要采用CATIA中的sketch tracer模块 通过导入轿车图片并结合CATIA中的 Freestyle模块、Generative shape design 模块进行轿车车身造型。
1、车型选择
本文选择的车型是法拉利599GTB进行车身造型。 法拉利599GTB的外观由乔治-亚罗设计，任何一个设计师都
translate3
第六步：采用“symmetry”命令，以yz平面为镜像中心平面镜像translate2 和translate3，得到曲线translate4和translate5如下：
translate5 translate4
第七步：采用“spline”命令分别连接曲线1、曲线translate2、曲线translate3、 曲线translate4、曲线translate5的首末点并设置各点的切线方向得到spline1、 spline2如下所示：
spline3
spline5
spline6
spline4
第十步：采用“multi-sections surface”命令以曲线1、translate2、 translate3、translate4、translate5为主曲线，以spline1、spline2、spline3、 spline4、spline5、spline6为脊曲线形成车身曲面如下：
轿车车身设计和光顺性分析
学校：安徽工程大学
学院：机械与汽车工程学院 专业：车辆工程 作者：陈龙
车身造型与汽车电子一起已经成为目前汽车
整车产品中最活跃的因素。造型是汽车的外 观，是汽车评价中最直观、最负感染力的部 分，好的造型对提高产品竞争力、反映企业 文化有着重要意义。光顺性好的车身不仅给 人一种美好的视觉享受而且使汽车获得更好 的动力性、燃油经济性,而且国内车企在车身 造型这块还很薄弱，国内车企车身造型 一般 都是请外国设计公司（德国、意大利）设计 的。因此，在车身造型这块还有很大的研究 空间，所以，我觉得跟肖老师一起研究轿车 车身设计和光顺性分析这个课题非常有意义。