汽车造型设计的基于逆向工程的研究讲义(PPT48张)

工程的概念是大家熟知的,与软件工程密切相关的 三个概念是正向工程、逆向工程、再工程。这些 概念由Cross and Chik of sky 1990 年提出。
值得说明的是,在对一个系统实施逆向工程时,并不 改变这个系统本身,也不包括在此系统上构建新的 系统的过程。逆向工程对系统实施的是一个检查过 程,它把正向工程作为要逆转的对象。
1.2课题背景及选题依据

பைடு நூலகம்

在汽车工业不断发展的今天，计算机新技术的不断 应用及人们消费需求的不断变更，促使汽车产业界 要努力缩短产品生命周期，不断除陈推新。这就对 汽车车身及各零部件的设计工作提出了更高的要求。 在传统开发中，工业产品均是循着序列严谨的研发 流程，从功能与规格的预期目标确定开始，构思产 品的零组件需求，再由各个组件的设计、制造以及 检验零组件组装、检验整机组装、性能测试等程序 来完成。每个组件都保留有原始的设计图，现在已 用电子的CAD图档来保存。顺向设计已突显其耗时、 耗力，产品生命周期长，成本高昂的缺点。

3、影像反求:所谓影像反求就是根据产品照 片或影视画面等影像信息，生成产品的三维 几何模型。影像反求技术目前发展还不太成 熟，处于成长阶段。
2.4逆向工程研究意义与研究内容
意义 (1）在CAD模型设计阶段，运用逆向 工程可以快速设计出符合市场需求的车身外 形。 (2)在CAD设计后期通过有限元分析可以基 本掌握车身的各方面信息，可以实现车身的 轻量化设计，节约成本、降低油耗。此外， 通过有限元分析后，汽车公司可以根据自己 的市场定位对汽车进行必要的更改。

内容 （1）基于逆向工程的汽车车身数据测量技 术。 （2）基于逆向工程的汽车车身数据处理技 术及CAD模型重构。 （3）车身有限元建模。 （4）汽车车身有限元分析 。

第三章 逆向工程及其关键技术
3.1逆向工程概述

“逆向工程”这个名词最早出现在对硬件产品的分析中。人 们分析硬件产品以便改进自己的产品,或出于军事目的分析 敌方的产品,或者出于商业目的分析竞争对手的产品,从而 产生了关于硬件产品的逆向工程这个概念. M.G.RekoffJr 将逆向工程定义为:对一个复杂的硬件系统实施有条理的检 查,以开发出关于这个系统的一组规范说明的过程。软件
1.1逆向工程的学术背景

逆向工程，通俗的说法叫“抄数”，它是与“正 向工程”相对而言的，它是将现有产品或实物模 型转变为CAD模型的数字化技术、几何模型重建 技术以及产品制造技术的总称。逆向工程从现有 的，己经研究开发出来的优秀产品或样件出发， 在对产品或样件的设计思想和理念充分吸收后， 对样件原型进行三维坐标数据采集，继而对采集 的数据进行数据处理，然后进行模型重构，得到 实物样件的数字化模型，并在此基础上进行生产 加工或二次开发，进行创新设计。逆向工程设计 是有别于传统的正向设计过程的，它是一个“认 识原型一再现原型一超越原型”的过程。
2.2逆向工程的国内外现状




逆向工程这一概念是在20世纪80年代初分别由美国 3M公司、日本名古屋工业研究所和美国UVP公司提 出的。自从20世纪80年代产生以来，逆向工程技术 以其显著的优势收到学术界和工业界的越来越多的 重视。 在测量方法和测量设备方面，传统的三坐标测量机， 在速度和精度方面不断提高。 在曲线曲面重构理论方面， 将Bezier和B样条理论融合到NURBS中，这使得 NURBS曲面造型方法成为现代主流设计方法。在逆 向工程软件方面主要有美国EDS公司出品的 Imageware软件和英国DelCam公司的CopyCAD等。

另外，产品的客户需求个性化，也使得传统设计 方法力不从心，很难直接通过数学模型来建立其 结构;不能适应对产品快速修改、个性多样的特点。 在这样的背景下，逆向工程应运而生。
第二章 逆向工程技术在车身设 计中的优势及发展现状
2.1 逆向工程技术在车身设计中的 优势

传统的车身设计主要分为初步设计和技术设 计两个阶段，整个开发过程是从制作1:5的 油泥模型和全尺寸的立体模型开始的，然后 设计人员要根据油泥模型绘制出所有车身图 纸和模具加工图纸。设计过程所遵循的顺序 是山外及内，山模型到图纸。整个设计过程 是通过实物、模型、图纸和样板来传递信息 的。
汽车造型设计的基于逆向工程的研究
机械设计制造及其自动化 （汽车工程）
第一章 绪论

进人20世纪90年代以来,汽车作为现代的一种交通 运输工具,在国民经济、人民生活中起着重要的作 用。在繁荣的背后中国汽车业依然脆弱, 尽快建 立中国汽车工业的技术开发体系,形成自主开发产 品的能力,将关系到汽车工业发展的全局和长远规 划。而逆向工程技术能够快速吸收国外汽车车身 设计的先进技术，快速响应 市场，提高我国自主 设计开发汽车的能力。

在我国，逆向工程技术是90年代后期才迅速 发展和推广的。虽然我国在逆向工程理论研 究和软件开发方面与国外先进水平尚有一定 差距，但是国内逆向工程技术在多个不同行 业的广泛推广应用取得了很大成绩。
2. 3逆向工程分类



几何反求技术主要包括三个方面:实物反求、软件 反求和影像反求。目前研究较多的是实物反求技 术。 1、实物反求:在已知现有的产品、样件、模型等实 物的条件下，通过一定的测量设备和测量方法， 提取出实物的表面信息。然后利用模型重构技术 再现实物的CAD模型。 2、软件反求:在缺乏产品样件实物的情况下，可以 利用现有的软件信息(如使用说明书、技术文件、 图纸、关于标准和规范说明的文档等)进行分析研 究，最终获得产品的几何模型。
缺点:任何设计细微的改变，都将导致主模
型和大量图纸的修改，增加工作量，延长开 发周期;单向不可逆的过程，车身如果定型， 想要修改又将是极其繁琐的。 逆向工程也叫反求工程，是把实物转化为 CAD模型数字化技术、儿何模型重构技术和 产品制造技术的总称。主要包括三个过程:数 据采集、数据处理、曲面拟合重构。避免传 统的车身设计方法中每个设计阶段都要反复 进行的平面图形和立体模型制作的过程，以 致新产品的开发设计周期长、工作量大。