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汽车车门设计及布置内板、玻璃升降器部分学生姓名：专业班级：指导老师：目录课题分阶段计划、参考文献技术路线近年来国内外研究现状课题的背景、目的及意义方案可行性分析及预期目标BeiJing背景随着汽车行业的竞争愈发激烈和日趋白热化，汽车制造业迫切要求缩短产品开发周期，减少产品开发费用，同时提供给用户更高质量、更好的服务，因此基于逆向工程的汽车车身设计得到了很大的发展。车门是车身的重要组成部分，对于汽车的舒适性有十分重要的意义，而玻璃升降器作为汽车车门组成的重要部件，对车门玻璃的密封性能及乘坐的舒适性具有较大影响，随着顾客需求的不断提升，提高玻璃升降器的运行平稳性和使用舒适度日益成为汽车车门设计的重要目标背景BeiJing目的利用所掌握的基础理论知识和专业知识，通过资料搜集与分析，全面了解当前不同车型所采用的车门的类型及特点并进行比较，选择一款微型纯电动汽车，进行车门内板和玻璃升降器建模。意义Meaning基于逆向工程的研究方法，利用CATIA软件进行车门的逆向设计同时对玻璃升降器进行仿真设计，可以减少实验设计的工作量，从而提高产品设计的速度，降低设计成本，节约大量的时间和节省制造产品样件的昂贵费用。有利于设计优化，仿真样件易于修改，可以把不同方案进行综合比较进行优化设计，实现拟实制造。研究现状ResearchStatus逆向工程的研究已经日益引人注目，在数据处理、曲面片拟合、几何特征识别、商用专业软件和坐标丈量机的研究开发上已经取得了很大的成绩。但是在实际应用当中，整个过程仍需要大量的人机交互工作，操纵者的经验和素质直接影响着产品的质量，自动重建曲面的光顺性难以保证。ART研究现状目前逆向工程技术的常用软件中，最为著名的均是由国外开发的软件，主要包括：(1)Geomagic(美国RainDrop公司的)逆向工程软件ART研究现状UGNX中提供的Imageware逆向工程造型软件CopyCAD(英国DELCAM公司系列产品)ResearchStatus研究现状RapidForm(韩国INUS公司开发)逆向工程软件国内在逆向工程软件方面的研究。主要集中在高等学校(如清华大学、浙江大学、南京航空航天大学)，也有软件产品出现，但是由于系统稳定性、可操作性等原因，这些研究性软件还没具备与国外商业化软件竞争的条件。博世公司设计的电动玻璃升降器系统，在电动机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔组件，感应电流，并通过电子模块控制对电动机的过流、过压及过热保护，而且当玻璃上升途中遇到人力障碍时会自动识别而反向运行，防止乘员夹伤。研究现状ResearchStatus玻璃升降器@近年来,玻璃升降器的技术发展很快，产品的智能化、集成化得到空前发展，电子控制模块大量应用于批量装车，有关玻璃升降器系统的结构的新思想不断被各国专利局所接受。国内的一些机构也进行了玻璃升降器的产品研究。但由于资源配置的原因，大学和科研单位由于没有实践经验的积累，往往侧重于理论和实验方法的研究，因而国内的玻璃升降器产品的开发研究水平和国际同行相比还有相当大的差距。可行性分析：（1）针对车身及车门的设计查阅了大量的文献，学习过车身设计等专业课程，有一定的理论基础；（2）具有一定的Catia建模基础，同时可以通过学习掌握ADAMS的使用方法完成玻璃升降器的仿真；（3）有导师的严格要求及细心指导。预期目标：利用Catia对车门的点云分析构建完整的CAD模型并对车门的模型进行优化，使曲面质量更高，完成对玻璃升降器的几何建模并成功导入ADAMS进行运动仿真，通过优化得到较理想的仿真结果。可行性分析与预期目标技术路线（1）对车门点云数据进行预处理采集得到的车门的点云数据有时会有异常点（误差点）和数据的重叠、缺失，尤其是尖锐边和边界附近的测量数据，所以要对原始点云数据进行预处理。（2）三维模型的重建采用CATIAV5R21软件先对数据处理后的车身点云进行铺面处理形成三角网格化模型，然后再对网格化模型进行曲面的拟合和修改，最终得到较为精确的车门的模型。技术路线技术路线（3）点云的铺面处理对点云进行铺面处理，即形成点云的三角网格化图像，主要是为了提高点云的可视性，以便于提高曲面造型的效率。（4）构建完整CAD模型（5）曲面的精度分析在CATIAV5的QSR模块中，通过对车身模型曲面法向距离分析，可以分析出点云与车身重构曲面的偏差，以此来控制误差，在允许的范围内满足精度要求。ART技术路线（6）玻璃升降器的选择与布置技术路线（7）玻璃升降器的几何建模（8）将玻璃升降器几何模型导入ADAMS进行仿真技术路线使用solidworks将CATIA模型导入ADAMS在solidworks中把零件或组件另存为parasolid格式，文件名和保存路径不能出现中文字符把.x_t改为.xmt_txt在adams中的import选择文件类型，指向文件，因导入的是组件所以选modelname，在后面的空格里单击右键model，再选create在adams中编辑各个零件的属性，添加各种约束然后进行运动仿真。以一个交叉臂式的玻璃升降器ADAMS建模为例根据玻璃升降器几何尺寸及运行要求，为使建立的玻璃升降器运动学模型符合实际工作状态，首先对ADAMS工作环境进行设定：(1)更改各零件属性(2)设定计量单位(3)设定重力方向(4)设定网格方向(5)设定坐标系(6)设定视图方向玻璃升降器的运动学建模1运动副间约束的创建2自由度的计算以一个交叉臂式的玻璃升降器ADAMS建模为例预期能达到的仿真效果。技术路线课题分阶段进度计划：序号起止日期工作内容阶段成果1第1周翻译专业资料完成外文翻译2第2周收集资料，写开题报告修改翻译，收集大量中外资料，并编写文献综述3第3周研究设计方案、论证完成开题报告4第4周学习CATIA点云处理功能完成对车门点云预处理5第5周深入学习CATIA曲面模块功能完成车门内板的完整CAD模型建模6第6周学习CATIA零件设计和钣金设计模块完成玻璃升降器零部件的绘制7第7周学习CATIA装配设计模块完成玻璃升降器零部件的装配8第8周学习ADAMS软件基本操作及运动仿真功能将玻璃升降器的CAD模型导入ADAMS软件9第9周学习ADAMS软件的环境设定、学习施加载荷和驱动完成ADAMS运动仿真的前期准备工作10第10周学习ADAMS描述式仿真功能完成玻璃升降器的运动仿真11第11周记录仿真结果，根据车门内板的模型对玻璃升降器模型进行修改和优化通过优化使玻璃升降器和车门内板能够配合在一起且无运动干涉12第12周将装配好的车门内板与玻璃升降器进行运动仿真并进行优化在优化后能让玻璃运动至理想的上下止点13第13周优化玻璃升降器的布置完成车门内板与玻璃升降器的总体设计，记录仿真结果14第14周编写设计说明书完成设计说明书整体框架15第15周检查设计说明书，论文内容查缺补漏完成设计说明书16第16周准备答辩资料答辩准备答辩资料答辩参考文献[1]乐玉汉.轿车车身设计[M].北京：高等教育出版社.2000[2]原井天.汽车车门设计流程及方法.农业装备与车辆工程.2013,3[3]张文建，张琦.基于CATIAV5的汽车车身逆向设计.机械.2010,7[4]刘伟军,孙玉文.逆向工程原理、方法及应用[M].机械工业出版社,2009[5]郭颖,钱渊.逆向工程的应用研究和发展.信息与电子工程.2004,2[6]蔚敬斌.逆向工程技术及应用.《机械管理开发》.2006年2期[7]罗大兵,高明,王培俊.逆向工程中数字化测量与点云数据处理.机械设计与制造.2005年9期[8]董锦菊.逆向工程中数据测量和点云处理研究.硕士学位论文.2007[9]赵宇明,张国忠,于哲峰.逆向设计中点云处理的应用技术研究.机械制造.2005年第7期[10]胡鑫,习俊通,金烨．基于图像法的点云数据边界自动提取．上海交通大学学报.2002[11]MilkyMJ．BradleyC-VickersGW．SegmentationofAWrap-AroundModelUsingAnActiveContour．2002[12]HuangJ，MenqCH．AutomaticDataSegmentationforGeometricFeatureExtractionfromUnorganized3DCoordinatePoints．2001[13]刘胜兰,周儒荣,张丽艳．三角网格模型的特征线提取．计算机辅助设计与图形学学报．2003[14]YangM，LeeE．SegmentationofMeasuredDataUsingAParametricQuadricSurfaceApproximation．ComputerAidedDesign．2002[15]钱锦锋.逆向工程中的点云处理.浙江大学硕士学位论文.2005[16]林志浩.逆向工程中曲面重构技术的研究与实现.苏州大学硕士学位论文.2006[17]冉险生,黄泽好,林立.基于CATIAV5的ATV曲面逆向设计.重庆理工大学学报（自然科学版）.2010年4期[18]赵柳,纪丽婷.逆向工程中点云数据的曲面重构方法研究.电子测试.2010[19]徐家川.李迪.李旭.汽车车身A级曲面的表示与次数选择.材料工艺设备.2010[20]秦伟昌.绳轮式轿车电动玻璃升降器机构及设计要点分析.上海实业交通电器有限公司.2000[21]韩杰.绳轮式电动汽车玻璃升降器的设计与开发.山东大学硕士学位论文.2012[22]姜志公.汽车门玻璃升降器的设计与仿真.哈尔滨工业大学硕士学位论文.2008谢谢制作2014年3月23日