汽车A面介绍.doc

汽车外形设计对曲面的评定标准分为A、B、C3级。A级要求最高，影像评定不可以出现变异，对于车身来说，一般指车身外表可见件及内饰可见件，如顶盖，发动机罩外板，翼子板、保险杠及内饰仪表板等部件。B级是指地板等大型不可见件。C级主要是结构撑件，如支架等。” n9 p$ M! B& t$ B; W# P关于A-class surfaces，涉及曲面的类型的二个基本观点是位置和质量。 1 b. 6 L+ OV( l7 H; r! K& m# A* x3 m位置所有消费者可见的表面按A-Surface考虑。汽车的console（副仪表台）属于A-surf，内部结构件则是B-surf。 0 T. cp* 3 i0 I质量涉及曲面拓扑关系、位置、切线、曲面边界处的曲率和曲面内部的patch结构。 * G& |! f. O. ?& l; i8 s1 g ?有一些意见认为“点连续”是C类，切线连续是B类，曲率连续是A类。而我想更加适当地定义为C0、C1和C2，对应于B样条曲线方程和它的1阶导数（相切=C1）和它2阶导数（曲率=C2）。 9 t K3 ?/ D% Q% E3 ! S$ ) % J因此一个A-surf有可能是曲率不连续的，如果那是设计的意图，甚至有可能切线不连续,如果设计意图是一处折痕或锐边,（而通常注塑或冲压不能有锐边，因此A-suuf一定是切线连续(C1)的)。 - A6 J8 m) l% k( e) t$ y7 q) Q. L, L$ y% I8 b/ D- I1 $ 第二种思想以汽车公司和白车身制造方面的经验为基础，做出对A-surf更深刻的理解。他们按独立分类做出了同样的定义。 1 x& p/ c Q B4 g* N) U* L( _, + z. V物理定义：A-surf是那些在各自的边界上保持曲率连续的曲面。 $ h+ x0 u5 M! F6 l曲率连续意味着在任何曲面上的任一点中沿着边界有同样的曲率半径。 / qN: B5 D- Z2 ?4 OC( o8 Q- r曲面是挺难做到这一点的 7 R: H7 Q, E3 u0 H( c0 b2 $ n- m- Q1 r d8 F9 e% 切向连续仅是方向的连续而没有半径连续，比如说倒角。 % H; u; G/ b. R; G8 R2 I A8 z* F?! x9 Z0 t: K点连续仅仅保证没有缝隙，完全接触。 r1 k8 $ P- i9 d; I( E. F, z+ $ 0 l事实上，切连续的点连续能满足大部分基础工业（航空和航天、造船业、BIW等）。基于这些应用，通常并无曲率连续的需要。 V# x7 ( E* + I: B- G% F* _, _1 R, r根据定义：A-surf是那些在产品中可见的有特定物理意义的曲面。 P k$ h* 7 p- _* ?5 z/ M! |0 A9 YA-surf首先用于汽车，并在消费类产品中渐增（牙刷，Palm，手机，洗机机、卫生设备等）。 ; ?: E! q7 o& b2 e |& ( h7 1 4 c( x, r0 它也是美学的需要。 & o. e7 F1 q. Z+ X C2 j9 k; & + e6 F9 G; z7 rJ*点连续（也称为G0连续）在每个表面上生产一次反射，反射线成间断分布。 5 X- O, r+ d2 Z; x6 * J2 c8 A+ Z, x& A. X9 T*切线连续（也称为G1连续）将生产一次完整的表面反射，反射线连续但呈扭曲状。 : |/ d3 w! / / P) o, L6 + T+ B5 F/ q A! *曲率连续（也称为G2连续的，Alias可以做到G3！）将生产横过所有边界的完整的和光滑的反射线。 0 b( Y) 9 A+ N- E1 f在真实世界里，曲率连续是无处不在的，是主旋律。 7 |9 P& e h/ V X$ T- z# / q* _$ r* ! Z- D在老的汽车业有这样一种分类法：A面，车身外表面，白车身；B面，不重要表面，比如内饰表面；C面，不可见表面。这其实就是A级曲面的基础。 ) | T- E5 a% w6 h, J但是现在随着美学和舒适性的要求日益提高，对汽车内饰件也提到了A-Class的要求。因而分类随之简化，A面，可见（甚至是可触摸）表面；B面，不可见表面。 ; d 4 A- b$ Y; L( Q4 p这是历史，是由来。 . s$ t& 1 j8 K( E- b7 T再说说现状。问别人何谓A级曲面，通常听到的第一句就是“A面啊，没有一个确切的定义，也没什么明确的标准，。” ( P+ e7 L9 d; cJ这话倒是没错，A面即没有ISO，也没有ANSI和DIN什么的。不过各个核心企业还是有自己的标准的。 3 R! X- c+ ?4 f4 g4 c! bA面标准属于汽车企业的核心技术，很机密的。体现的是一个企业的设计水准和风格。 # M Z2 g- v% J0 D3 比如GM，标准的美式作风粗旷，GM的A面标准要求在汽车业中属于比较低的。 % N W2 & K6 Z; 5 o# W3 i相应的欧系和日系大厂的要求就比较高了。 + j$ w* b/ l4 x+ H6 R7 u9 还有就是专业的设计公司和配件模块供应商的A面标准属于高的。比如内饰大王Visteon和Lear，都有很严格的A面标准7 n- p4 f% a- R& b% d7 ECLASS A 曲面没有十分严格的数学描述也没有十分严格的概念定义 2 E0 Z! N x8 S7 _ c8 有个等于没有解释的解释：VERY SIMPLE AND VERY BUEATIFUL SURFACE。 8 F& ?- E7 e* m7 D p1、一般CLASS A的阶次与控制点数目都不多，UV方向大概在68个控制点 # y: U6 p2 d/ w8 a9 E6 Y2 F2、单独一个CLASS A曲面在UV方向都保证曲率的连续性及变化趋势的一致 5 l0 D- U3 a) w1 6 g6 c6 Y% i9 _3、CLASS A曲面之间的连接至少满足切向连续 # 3 Y! S9 4 4、使用多种数学检验方法来检验CLASS A曲面，不应该出现视觉上的瑕疵。（如使用高光等高线来检验时，等高线连续且过度均匀间隙均匀。一般不太可能在一个视觉方向上出现多个高光点等）8 x& H& O5 a5 L. L! i这是外国对A级面的定义！! V6 I) x) A& v# Y2 v. P: m4 f y3 bOur Understanding for Class A surfaces: ( : k+ m6 j1 t/ a% g( p) L, i. 1. The fillets - Generally for Class A, the requirement is curvature continuous and$ j+ 3 B, l0 ?2 iUniform flow of flow lines from fillet to parent surface value of 0.005 or better! _7 w) R4 k# + k8 # MF7 Y4 x(Position 0.001mm and tangency to about 0.016 degrees) + ! V% K* J: q2. The flow of the highlight lines - The lines should form a uniform family of lines.$ : a8 / g yY; mGradually widening or narrowing but in general never pinching in and out.6 O! N! N) F# o! p3. The control points should form a very ordered structure - again varying in& d m8 ?/ G, b3 Angle from one Row to the next in a gradual manner (this will yield the good& g( u! T& K1 i. |7 3 S6 CHighlights required). h% a* 2 R7 U4. For a Class A model the fillet boundary should be edited and moved to form a- p- Z2 |, R6 N7 kGentle line - and then re-matched into the base surface. ; # w: b+ k( E( q: A/ I6 z: 5. Matched iso-params in U & V direction are also a good representation of class A. T* x T5 8 C! v e; # u6. The degree (order) of the Bezier fillets should generally be about 6 (also for arc1 y7 V0 k# v# , Radius direction) sometimes you may have to go higher.0 S* W: u7 y3 w3 w7. We also take care of Draft angle, symmetry, gaps and matching of surfaces- m% Z9 P6 Y$ P7 M Created with parent or reference surfaces.1 N6 6 y4 , b7 Z3 e8. Curvature cross-section needles across the part - we make sure the rate of z3 Z/ z4 v& Q- h4 m3 8 iChange of curvature (or the flow of the capping line across the top of the part) is* S1 p5 u; T8 F9 A! T6 s& Very gentle and well behaved.关于G1，G2：（同上）( Z % z) n6 |; u% h/ JK! ! U& r4 i* x原来一直搞不清什么是G1、G2， * q7 Y+ nl6 P9 s+ |6 _1 0 i7 z6 z$ p/ C4 1 % r. xPro/Engineer 中曲面G1与G2连续. 2 O wa3 L4 M# p Gn 表示两个几何对象间的实际连续程度。例如，G0 意味着两个对象相连或两个对象的位置是连续的；G1 意味着两个对象光顺连接，一阶微分连续，或者是相切连续的。G2 意味着两个对象光顺连接，二阶微分连续，或者两个对象的曲率是连续的； G3 意味着两个对象光顺连接，三阶微分连续等。Gn 的连续性是独立于表示（参数化）的。下图显示的曲率梳状线图示了这些差异。 * 2 C# o b; ?% a% s! ( g/ At; M; F: B ICAD 曲面设计人员参考”手册中这样描述：“C0 连续性意味着两个相邻段间存在一个公共点（即两个段相连）。C1 意味着有一个公共点，并且多项式的一阶导数（即切向矢量）是相同的。C2 意味着一阶导数和二阶导数都相同。几何连续性没有数学连续性严格。G0 和 C0 的意思相同，即段在位置上连续。G1 意味着切向矢量的方向相同，但模量不同。G2 意味着曲率相同，但二阶导数不同。” ) _1 1 P6 o. z8 W) 6 d6 F) P e8 4 t! n% K1 i n 表示 NURB 表达中的 b 曲线或 b 曲面的两个段间的连续程度。一般说来，C0 意味着两个段是 G0 连接的。C1 意味着两个段是 G1 连接的等等。但是，C0 并不意味着两个段只是 G0 连接的 - 实际上它们可以是 G1 或 G2 等连接的。 7 vQ. ?2 S* M- d5 u& R9 q$ t4 j* e) V. v# G& 关键的一点是 Gn 用于表示实际物理连续性，而 Cn 是实际物理连续性的数学表达，这种用法并不可靠。因为 NURB 是自由曲面几何的行业标准，所以，Unigraphics 使用它。但是，我们总是试图让 Cn 与 Gn 表示相同的连续程度，以避免出现曲线是 G1，而有 C0 连接点的情况。 - I) W. z! $ |# m1 a+ X, E5 _3 E6 F9 J1 x Cn 表示 NURB 表达中的 b 曲线或 b 曲面的两个段间的连