逆向工程技术在某白车身开发中的应用

逆向工程技术在某白车身开发中的应用作者：王大鹏，雷学明，WANGDa-peng，LEIXue-ming作者单位：安徽江淮汽车股份有限公司,技术中心,安徽,合肥,230022刊名：合肥工业大学学报（自然科学版）英文刊名：JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NATURALSCIENCE)年，卷(期)：2009，32(z1)被引用次数：0次参考文献(8条)1.郭竹亭汽车车身设计19952.张小虞.叶平汽车工程手册(设计篇)20013.刘浩.程培元.杜华平逆向工程设计[期刊论文]-汽车科技2002(06)4.李书生.徐万红.王韶春汽车车身逆向设计法的研究[期刊论文]-沈阳工业大学学报2004(06)5.胡宏敏汽车车身计算机辅助设计方法的研究1990(07)6.游险峰.陈蕾现代汽车设计中建立数学模型的方法及其应用2000(03)7.阎华.林巨广.蔡树煌汽车覆盖件逆向工程中的若干关键技术探讨[期刊论文]-模具技术2001(02)8.栗全庆.王宏.张英杰实物反求工程的关键技术分析[期刊论文]-机械设计1999(06)相似文献(5条)1.学位论文来新民轿车白车身制造尺寸偏差控制关键技术研究1999轿车白车身通常由四百多个冲压件经过上百个焊装夹具装配而成,冲压件偏差、夹具定位偏差、零部件干涉及热变形等因素在装配过程中的传播耦合构成车身制造综合偏差,车身综合制造偏差的大小直接影响到风噪声、密封性、车门关门效果、行驶平顺性,其制造质量在相当大的程度上确定了整车质量.因而轿车白车身制造质量控制成为学术界和汽车制造业的研究热点之一.该文针对车身制造过程中诸如冲压件成形过程仿真、车身功能建模、模具及零件的检测规划方法、装配过程中的零部件匹配、夹具故障诊断等关键技术进行了广泛研究,其主要研究内容包括以下几个方面:1.曲面数字化采样规划:在基于曲率测度的曲面采样规划算法基础上,提出面向多面体逼近的曲面最佳采样和面向三次样条拟合的曲面采样方法,该算法可实现从随机网格生成矩形拓扑网格.它不仅可应用于零件和模具的检测采样,而且可以应用于薄板冲压成形分析中的单元剖分.2.车身的三维建模及装配过程中的曲面匹配:针对车身覆盖件逆向工程的要求,提出基于最佳采样规划的云图数据自适应压缩方法,实现了NURBS曲面的精确重构.在此基础上,提出虚拟螺钉车身的概念,通过计算机虚拟匹配实现车身的功能建模.针对车身装配过程中的匹配要求,借助逆向工程方法构造相关零件的CAD模型,提出曲面匹配的多目标优化方法,实现了桑塔纳轿车尾灯的匹配优化.3.冲压成形计算机仿真:以LS-Dyna3D、CATIA、HyperMesh等软件为平台,开发出车身覆盖件冲压成形系统.基于该系统成功地实现了桑塔那2000型轿车副车架冲压成形过程制造缺陷的预测,并提出了冲压件选材准则.4.车身装配偏差流理论:结合柔性冲压件焊装特点,提出偏差流库和偏差流检测站的概念,丰富了偏差流理论,提出了基于偏差流理论的控制策略和贯穿设计制造全过程的体系框架.5.车身制造偏差的检测、诊断及预测:为有效地减少车身制造残次品率、降低返修费用,提出了基于车身尺寸数据分析的制造缺陷检测算法,引入基于ARIMA模型的制造过程预测方法.针对车身焊装的定位夹具,提出了夹具失效模式的构造方法,研究了夹具的失效诊断的系统实现过程并进行了计算机仿真.在上述工作基础上,开发了冲焊件制造过程监控、预测与诊断系统,并成功地应用到桑塔纳轿车车身装配和副车架制造过程中.2.期刊论文王青春.范子杰.陈宗渝.孙制宇.朱西产微型客车白车身碰撞特性的试验研究-汽车技术2003,(3)为研究某微型客车的正面碰撞性能,验证通过逆向工程法所建立的白车身正面碰撞仿真模型,进行了白车身的正面碰撞试验.详细叙述了试验的准备、试验方法和结果.所得到的白车身加速度以及冲击力时间历程曲线等试验数据可以用来验证白车身有限元碰撞模型.3.学位论文李绪武汽车钣金件逆向工程中数据分层处理技术研究及应用2009逆向工程技术是随着计算机技术和数据测量技术的发展而迅速发展起来的一门新兴学科技术。也是将汽车模型等实物模型数字化的重要方法，通过逆向工程建立汽车车身的数字模型，可方便地应用于车身设计，车身刚度分析，车身覆盖件模具制造等方面，它的出现，改变了原来CAD系统中从图纸到实物的设计模式，为产品的迅速开发以及快速原型化设计提供了一条新的途径。样件的三维数据获取是逆向工程的第一步，从以知的采样数据点出发，实现复杂曲面的建模、改进、制造。随着测量设备的数字化，自动化，精度程度的不断提高，模型的测量数据呈快速增长趋势。目前一般的激光测量设备可以从产品表面轻易获取数十万甚至几百万的测量数据。如此大量的测量数据不仅加大了系统的负荷，而且大大降低了后续处理的效率。因此在抽象建模之前，对点云数据进行预处理显得尤其重要。为了获得理想的点云数据，以及光顺、精确的反求曲面，将大量层叠的钣金件点云数据转化为曲面会消耗大量的时间，产生比较大的形状误差，还必须要有专业的建摸技术人员来构建，而且分层的点云数据不能够用来快速成型产品。本文在全面分析国内外逆向工程领域研究现状的基础上，对反求数据处理中的优化问题进行了研究，把逆向工程CAD建模中数据处理作为研究重点。具体内容如下：提出并系统研究了一种新的模型构建的有效切片方法，这种方法能够将这些分层的点云沿同一个方向切片，由这些切片出的点云来建立多边形曲线，这样就减小了人工处理所带来的形状误差，而且这个分割曲线可以用来直接进行快速成型产品的加工。该方法直接对点云进行操作，不需要重建曲面网格，因此误差较小。最后，将本文研究的数据分层处理技术应用于汽车钣金零部件产品，对一款汽车白车身以及摩托车覆盖件进行了分层处理。并且将处理后构建的模型进行检测，证明该方法的有效性。处理后的数据满足了企业的设计需求，为企业节约了制造成本，并提高了模具的制造效率。关键词：逆向工程，分层点云，钣金件，数据处理4.期刊论文王青春.范子杰.陈宗渝微型客车白车身碰撞特性的模拟计算-汽车技术2003,(4)利用逆向工程法对某微型客车白车身碰撞吸能特性进行了建模和模拟计算,详细讲述了几何建模和有限元建模及计算的方法,将计算结果与白车身碰撞试验所得到的数据进行了分析比较.在几何建模以及有限元建模中,对结构是否简化、删除以及有限元单元划分大小等进行了有限元模拟验算.整个碰撞模型的模拟计算结果与所进行的碰撞试验结果基本吻合,证明所采用的建模和计算方法基本正确.这些方法对企业改善产品性能或开发新产品有重要的参考价值.5.学位论文李敏兰基于点云成型的车身虚拟装配偏差分析2006功能性评估(FunctionalEvaluation，简称FE），是一个反复分析和决定的过程，它根据功能需求，通过工程过程来调整工程技术规范。汽车白车身功能性评估是用生产的工装样件，在检具和夹具上拼装分总成和整车，以尺寸公差系统为原则，以图纸、技术文件的要求（包括基准，公差，测点，工艺等信息）为基本标准，认证先期尺寸工程工作内容和最终产品尺寸可接受性的过程。但是目前各汽车制造企业中的现场功能性评估工作劳动强度大、评估的周期长、对现场环境要求苛刻、人工拼装和检具夹具的使用使出现的问题复杂化、占用现场场地等等，都是亟需解决的问题。本文提出了实现虚拟功能性评估的可行性方法，这是一个综合了逆向工程、装配公差分析等方法的虚拟过程。应用目前发展较为成熟的扫描技术于车身试产零件，可以得到非常精确的反映真实零件状态的扫描点云。反求过程中，综合考虑零件拼装时的受力情况，其表面的大部分加强筋和其他附属物品可以简化不必成型；用于虚拟功能型评估中的零件反求曲面质量，不追求其曲面曲率变化连续或者更高阶数连续，只要不引起在后续有限元分析中因形状奇异而导致的应力集中即可，即做到一般逆向工程软件都可以达到的切线连续；反求过程中，自动提取点云外轮廓边界和手工提取内边界相结合，把需要成型的“关键部位”划分出来，做到最简单快速分割点云；对于零件关键部位——基准和一些关键面，成型时则需要控制其精度，扫描仪精度高时，可以直接用型面设计控制精度的四分之一作为最后成型精度。把基于统计意义的蒙特卡罗方法应用于装配公差分析中，当仿真次数达到一定程度时，仿真结果趋于稳定，文中对某车前后门及其开关内饰分总成的装配公差分析计算结果表明，一般的设计装配公差的范围比仿真的结果大，而其名义值均低于仿真结果，当用传统的设计装配公差作为拼装后测量检查标准时，就比较容易出现不合格零件装配蒙混过关的情况；与此同时，用现代的公差分析商业软件——UG中的QuickStack模块进行仿真装配公差分析，不仅可以得到装配后的公差名义值和公差范围，还可以得到影响该尺寸的前三个零件的主要尺寸，为找到出现超差问题的根源提供了有力的参考。本文遵循车身现场功能性评估的途径方法，提出了实现虚拟功能性评估的可行方法，免去了现场评估中检查零件交样、人工反复拼装的工作，无需任何检具、夹具、测量及拼装设备，节约了拼装测量的场地和这个过程所需的很大一部分时间，减少了一系列人工评估所导致的人为误差，提出了更贴合实际的装配公差仿真计算标准，对实现现代化的汽车车身质量控制，有一定的现实意义。本文链接：授权使用：武汉理工大学(whlgdx)，授权号：68d33e2e-b82f-4b9e-906c-9e220105bcec下载时间：2010年11月2日