基于参数化的客车总体虚拟模型设计的研究及实践

随着计算机网络技术和基于Internet环境下协同设计与制造技术得以迅速发展,传统的制造业,特别是汽车制造业直接受到以信息化和数字化为代表的先进技术的严峻挑战,因此虚拟产品开发在设计上的方便性、对市场需求响应的快速性成为产品设计技术研究的一个热门课题。参数化设计就是其主要的实现手段,作为一种先进的产品开发技术,正在越来越广泛地应用到新产品开发中去,成为企业产品开发的有力工具。本人研究的课题也就是为了提高总体设计的智能化和自动化程度,在基于UG平台下,对客车整体进行参数化虚拟设计,并对一些相关的方法进行理论研究。 对基于虚拟设计的总体参数化设计的原理与方法进行了研究。通过概述虚拟产品设计的概念、特点、内涵,提出它在制造业中的地位和全面应用。研究了参数化设计的方法,对于参数化设计的关键技术约束进行了详细分析。深入探讨了参数化约束建模的过程,总结了在UG平台下的建模方法。 在分析了虚拟设计和参数化设计的理论方法后,通过对客车造型特点的描述,理论研究了自由曲线曲面的表达方法及算法,包括Bézier曲线和曲面,B样条方法以及非均匀有理B样条(NURBS)曲线和曲面的讨论;总结了自由曲线曲面造型方法及光顺评价;对客车虚拟模型曲面造型的关键技术曲面倒圆的算法和方法进行了研究;同时初步探讨了虚拟模型的渲染技术。 研究了客车总体参数化模型构造的过程。在介绍了客车总体参数化模型的两个设计过程:Bottom—up和Top—down概念的基础上,进一步的研究了参数化、全相关模型的设计技术,探讨了WAVE技术的建模特点和实施要素,在此理论依据和具体实现的关键技术平台上,提出了基于WAVE技术的客车总体参数化模型构建的框架流程。 结合某交通研究所的一项科技攻关项目,“基于参数化技术的客车总体虚拟模型设计”这一课题的具体实施方法和应用情况进行介绍与讨论。通过理论联系实际,在工程实践中验证了本文的研究内容和研究方法。