汽车车身逆向建模规范
汽车逆向设计
从概念设计开始到最终形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程，而通 过对现有产品样品数字化后形成CAD模型的逆向工程是一个分析推理、逐步逼 近的过程。
逆向工程设计的一般过程如图1所示。在逆向工程设计中，通过三坐标测量机、 激光测量仪等数据采集工具，将产品样品的物理模型转换为反映样品几何结 构的点云数据，再使用三维设计软件进行数字化几何模型重构，之后通过对 数字化模型的分析、试制样品的分析完善数字化模型，最终完成的数字化模 型可用于生产加工或成为其他同类产品设计的基础。
汽车整车逆向设计
逆向工程设计的一般过程
逆向工程或逆向设计又叫反求工程或反求设计，主要是以现代设计理论、 方法、测量技术为基础，运用专业人员的工程设计经验、知识和创新思 维，将已有的产品模型或实物模型转化为工程模型和概念模型，在解剖 深化的基础上实现重新设计和再创造,是在已有设计基础上的设计。
在正向设计中，已知的是产品的功能和设计需求，设计者需要做的是按 照设计需要将功能、任务进行分解，进行从无到有的设计。逆向工程与 正向设计相比，各流程内容在序列上相互换位倒置。在逆向工程中，已 知的是产品样品，设计者需要做的是按照现有的零件原型进行设计生产， 零件所具有的几何特征与技术要求都包含在原型中。
5 标杆车整车拆解及点云扫描。包括车身安装件（动力总成及附件、底盘、 内外饰、电器空调、车身附件等）的拆解及点云扫描。 6 白车身破坏性拆解及点云扫描。包括白车身破坏性拆解及点云扫描，焊接 边及焊点、孔位、涂胶、堵盖、阻尼垫、包边尺寸密封间隙等数据信息收集。 7 车身安装件详细拆解及点云扫描。包括动力总成及附件、底盘、内外饰、 电器空调、车身附件等详细拆解及点云扫描。 8 标杆车整车逆向设计。包括整车内外表面曲面光顺，整车逆向数模（布置 级、黑匣子级、精细级）及明细表，车身及内外饰典型断面，电气原理图、 线束图，车身焊接及装配流程图，孔位信息表，车身焊点、涂胶、堵盖、阻 尼垫分布图；整车设计硬点、安装硬点等。 9 标杆车整车分析校核。包括整车总布置图；整车人机工程分析（坐姿及乘 坐空间、视野、上下车方便性、操纵件操纵方便性等）；轮胎、悬架、转向、 踏板及操纵件、开闭件等运动分析校核；空调出风方向分析；整车及零部件 标准、法规适应性校核分析、车身焊接工艺、冲压工艺及材料利用率分析； 整车关键零部件试验及材质分析；模夹检具、材料使用、配置等成本分析； 专利及知识产权查询分析等。Βιβλιοθήκη 标杆车逆向设计的阶段性划分
逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用
逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用1. 应用背景汽车设计是一个复杂而且具有挑战性的过程，它需要设计师们将创意与功能相结合，以满足用户的需求。
而汽车车身造型设计是整个汽车设计过程中最重要的一环，它决定了汽车外观的美感和吸引力。
传统的汽车造型设计过程通常是基于手工制图和模型制作的，这种方式存在着时间成本高、效率低、容易出现误差等问题。
逆向工程技术作为一种新兴的技术手段，可以通过对已有产品进行扫描和分析，获取其几何形状和结构信息，并基于此进行优化和改进。
在汽车车身造型设计中，逆向工程技术可以帮助设计师们更好地理解已有产品的特点和优势，并在此基础上进行创新和改进。
它不仅可以提高设计效率，还可以减少制作样板和模型的时间成本，同时还能够降低误差率。
2. 应用过程逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用过程主要包括以下几个步骤：2.1 扫描和数据采集需要对已有的汽车车身进行扫描和数据采集。
这一步骤通常使用三维激光扫描仪或者光学扫描仪来完成。
扫描仪可以快速地获取汽车车身的几何形状和结构信息，并将其转化为数字化的数据。
2.2 数据处理和重建在数据采集完成后，需要对所得到的数据进行处理和重建。
这一步骤通常使用计算机辅助设计（CAD）软件来完成。
设计师们可以通过对扫描数据进行清理、修复和重建，获取到汽车车身的三维模型。
2.3 设计优化和改进在得到汽车车身的三维模型后，设计师们可以基于此进行优化和改进。
他们可以通过对模型进行修改、添加或删除部分细节来实现设计目标。
还可以利用CAD软件提供的各种工具和功能，对模型进行参数化设计、表面调整等操作。
2.4 验证和评估在完成设计优化后，需要对所得到的新模型进行验证和评估。
这一步骤通常使用虚拟样机技术来完成。
虚拟样机技术可以将汽车车身模型导入到虚拟现实环境中，通过模拟真实的使用情况和环境条件，对模型进行评估和测试。
设计师们可以通过虚拟样机技术来检查模型的合理性、可制造性和可维护性等方面。
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用在汽车的整体设计中，车身占整车总成本的40%以上。
汽车更新的速度主要体现在车身方面，人们对汽车的关注首先就是汽车的外观质量。
因此车身设计是轿车开发的关键技术之一。
日益成熟的CAD/CAE/CAM一体化产品开发技术在汽车车身设计领域得到广泛应用。
随着三维测量技术逐渐成熟，逆向工程设计技术能够快速将车身油泥模型或其他实物模型，快速地转变为三维曲面等数模，从而可以快速地进行模具设计，快速地生产车身，极大地缩短了车身的设计周期。
同时该方法也可以快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术，然后经过我们的再设计，快速响应市场，达到事半功倍的效果。
逆向设计的核心思想是将实物模型转化为计算机能够表达的三维数模的一种过程。
简单地说就是从实物到图样的过程。
逆向工程设计的核心思想是以实物模型为参考，增加我们自己的创新知识，设计出符合要求，又要高于原来实物的设计过程。
这就相当于我们过去常讲的类比设计。
其实任何设计都是在一定的参考基础之上，逐步发展完善的过程。
在从事逆向工程设计的过程中，人们可能会发现，虽然同是一个模型，但是不同的人，设计的效率和质量可能有比较大的差别。
本文就是基于这样的目的，探讨逆向工程设计的关键技术。
一、车身模型的测量车身的测量根据测头与车身模型是否接触分为接触式测量与非接触式测量。
接触式测量主要采用三坐标测量机，非接触式测量又包括激光测量和结构光测量。
接触式测量优点是精度高，缺点是效率比较低。
测头的大小与接触力的大小对测量的精度都有影响。
非接触式测量优点是效率高，缺点是精度低一些。
比如对于图1所示的吉普车车身，采用非接触测量的方法只需要一两天的时间即可。
为了提高测量的效果和精度，一般要在车身上喷上显影增强剂，如图2所示。
图1 吉普车图2 喷显影剂的车身1.车身模型坐标系的确定为了方便测量及测量后的数据处理，首先要确定车身坐标系。
对于轿车车身，一般以汽车前轴的中心为坐标原点，向后为X轴，向右为Y轴，向上为Z轴。
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用逆向工程设计方法是汽车车身设计过程中的一个重要环节，也是一种快速设计的工程方法。
逆向工程设计主要包括如下过程：三维测量获得点云数据、数据处理、特征的提取、曲面重构和曲面评价等。
逆向设计并不是简单地复制，而是要在逆向过程中增加一些特征要素，设计出工艺性更好，质量更高的产品的过程。
该文主要探讨汽车车身逆向设计的关键技术和技术特点。
在汽车的整体设计中，车身占整车总成本的40%以上。
汽车更新的速度主要体现在车身方面，人们对汽车的关注首先就是汽车的外观质量。
因此车身设计是轿车开发的关键技术之一。
日益成熟的CAD/CAE/CAM一体化产品开发技术在汽车车身设计领域得到广泛应用。
随着三维测量技术逐渐成熟，逆向工程设计技术能够快速将车身油泥模型或其他实物模型，快速地转变为三维曲面等数模，从而可以快速地进行模具设计，快速地生产车身，极大地缩短了车身的设计周期。
同时该方法也可以快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术，然后经过我们的再设计，快速响应市场，达到事半功倍的效果。
逆向设计的核心思想是将实物模型转化为计算机能够表达的三维数模的一种过程。
简单地说就是从实物到图样的过程。
逆向工程设计的核心思想是以实物模型为参考，增加我们自己的创新知识，设计出符合要求，又要高于原来实物的设计过程。
这就相当于我们过去常讲的类比设计。
其实任何设计都是在一定的参考基础之上，逐步发展完善的过程。
在从事逆向工程设计的过程中，人们可能会发现，虽然同是一个模型，但是不同的人，设计的效率和质量可能有比较大的差别。
本文就是基于这样的目的，探讨逆向工程设计的关键技术。
一、车身模型的测量车身的测量根据测头与车身模型是否接触分为接触式测量与非接触式测量。
接触式测量主要采用三坐标测量机，非接触式测量又包括激光测量和结构光测量。
接触式测量优点是精度高，缺点是效率比较低。
测头的大小与接触力的大小对测量的精度都有影响。
非接触式测量优点是效率高，缺点是精度低一些。
基于CATIAV5汽车车身的逆向设计
Ａｃｔｉｖａｔｅ 功能，将车身尾部分块具体如图 ４ 所示。
图 ４ 分块处理
１．３ 生成网格化点云及优化 生成网格化点云即点云的铺面处理，网格化是 将点云中的所有点都与参数域中一个均匀网格的 顶点对应， 即进行网格化插值， 得到网格点云，可以 更好的辨别点云的特征，网格化点云的质量直接影 响到下一步的点运数据分块，对最终的曲面质量也 有一定的影响。对车身进行铺面处理的方法有 ３Ｄ 和 ２Ｄ 两种模式，这里选择 ３Ｄ 模式，网格化后的图 如图 ５ 所示。
２）快速曲面重建（Ｑｕｉｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ） 模块，ＱＳＲ 模块可以在云点上建立并处理特征线， 拟合出满足一定要求的曲面；
３）创成式曲面设计（Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｓｈａｐｅ Ｄｅｓｉｇｎ） 模块，ＧＳＤ 模块可以在已建立的轮廓特征线及基本 曲面上进一步进行处理，生成更高质量的曲面，完成 原型的重建；
图 ５ 铺面后的网格面
从图中可以看到，建立网格后有破洞存在，这 就需要对网格面进行优化，即利用 ＦｉｌｌＨｏｌｅ 命令对 局部的破洞进行修补，修补后的网格面如图 ６ 所 示。
图 ３ 过滤后的点云图
另一个就是分块处理，应按照车身具有的特征 将数据点云分割成不同区域分块， 分别拟合出不同 的曲面片，因为所有点需要许多曲面来拟合。应运用
另外一种就是 Ｇ４ 曲率变化率的变化率连续， 其实 Ｇ４ 连续是在 Ｇ３ 基础上的一种更加平滑的连 续效果，由于 Ｇ３、Ｇ４ 连续和 Ｇ２ 的连续效果在视觉 上差不多，所以很少用。
３．２．２ 曲线光顺过程 对曲线进行光顺，将连接处改为 Ｇ２ 连续，Ｇ２ 连续即为曲率连续， 曲线或任意平面与该曲面的交 线处处连续，且二阶导数连续。被光顺后的曲率显示 如图 １０、图 １１ 所示，可见曲率的连续性大大提高 了。
车身产品开发中逆向设计的研究与应用
第 ６期
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ＆ Ｍａ ｆ ｃｕ ｅ ｃ ｉｅ ｖ ｓｇ ｎｕ ａ ｔ ｒ 一６ 一 ５
２０ ０ ７年 ６月
文 章 编 号 ：０ １ ３ ９ （０ ７０ — ０ ５ ０ １ ０ — ９ ７２ ０ ）６ ０ ６ — ３
快速 、 高质量 的创 制效果 图 、制作 油泥模 型 ，再测量油泥模型数据并进行 曲面重 高效 的从手工油 泥模 型上 采集 三维点云数据 ； 建 曲面数学模 型。 构， 然后才进入其它相关工程设计与仿真分析等开发流程（ 图 见
１。 ）
２ １点 云数 据采 集技 术 ．
点 云数据采集是将 油泥模 型曲面以空间点三维坐标 的形式 离散化 ， 所采集 的点云数据是 曲面拟合或 曲面检测 的基础 。 油泥
４ 罗娟． 胡念苏． 汽轮机转子温度场有限元法简化计算模型［ ’ Ｊ 热力发 Ｊ
电 ． ０ （ ）２ ￣ ２ ２ ４ ５ ：１ ２ ． ０
５ 于秀坤． Ｇ １ｘ ５ Ｐ 一 ２ ７ 型水平振动干燥机静强度分析【 ． Ｚ Ｊ 沈阳航空工业 】
４结论
热一 结构耦合 场的分析 ，得 到了高温 瞬态下 叶片 的热应力分 布
ｑ ｉ ｌ ｅ一 ｕ ｋ ｘ ｃｙ
中图分 类号 ： ４ ３ １ 文献 标识 码 ： Ｕ ６． ０ Ａ
１ 汽车车身 产 品开发流程
汽车车身产 品开 发一般先 由工业 设计师进 行概念设计 、 绘
２汽车车身产 品逆 向设计关键技术
逆 向设计在汽车 车身产 品开发中 ， 有两项关键 技术 ： 准确 、
．
ＨＵ Ｑ ｎ Ｚ Ｎ Ｓ ｅ ｇ ｌｎ Ｌ ｈ —ｉ ｕ ，ＨＡ Ｇ ｈ ｎ —ａ ， Ｉ ｕ ｌ Ｃ ｎ
基于CATIA-V5的汽车车身逆向设计
基于CATIA V5的汽车车身逆向设计随着CAD/CAM系统一体化技术的不断发展和市场竞争的日益激烈，先进的设计和制造方法在制造业的地位越来越重要。
其中，逆向工程作为一种先进、快捷和实用的现代设计方法在汽车行业得到了广泛的应用，为汽车产品的创新设计，生产周期的缩短和适应新的市场形势提供了基础。
本文通过V5软件对汽车车身进行反求，完成了逆向设计中的数据采集及预处理和三维CAD模型的重建，并对在逆向设计过程中遇到的问题提出了相应的解决方案，为逆向设计在汽车制造业中的应用提供了参考过程。
逆向工程(RE，Reverse Engineering)，也称为反求工程，即针对已有的产品或零件原型，通过3D数字化测量仪器准确、快速地测量出工件轮廓的三维坐标，把获取的工件坐标数据点存入计算机形成“点云”文件，再利用高端三维软件所提供的功能模块构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计，本质上就是一个“认识原型-再现原形-超越原型”的过程。
随着计算机、数控和测量技术的飞跃发展，逆向工程在汽车工业中得到了广泛的应用。
本文着重介绍了利用CATIA V5软件对汽车车身的逆向设计过程，对提高汽车外形性能、制造质量以及加工效率，降低开发成本，减轻操作者劳动强度，具有重要意义，这是传统设计和制造方法无法比拟的。
1 逆向工程的关键技术逆向工程的关键技术主要包括：数据的采集、预处理和三维CAD模型的重建等，它们在整个设计过程中起着至关重要的作用，直接影响到所构造模型的质量以及后续模型的设计分析及其制造加工。
1.1 数据采集与预处理1.1.1 数据采集数据采集是数据处理、模型重建的基础。
高效率、高精度地采集样件的外形数据是逆向工程的一个重要研究内容。
数据采集按采集的接触方式不同分为接触式和非接触式两大类。
本文采用基于海克斯康测量技术有限公司生产的GLOBA三坐标测量机，其三维空间精度可以达到1～2μm。
车身“正向开发”流程和“逆向开发”流程
车身“正向开发”流程和“逆向开发”流程车身正向开发流程汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征，同时还要能安全可靠地行驶，这就需要整个设计过程融入各种相关知识，包括车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学等。
细化开发流程与同步开发手段，对于设计出消费者认可的新车型至关重要。
汽车车身设计简单理解是根据一款车型的多方面要求来设计汽车的外观及内饰，使其在充分发挥性能的基础上艺术化。
汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征，同时还要能安全可靠地行驶，这就需要整个设计过程融入各种相关的知识：车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。
从一个灵感到最后实现，需要一系列的步骤。
得到市场的认可，性能优良的内“芯”，再加上一袭新衣包装，才是新车待嫁时。
下面，让我们看看正向设计如何为一款新车设计“嫁衣”。
项目策划项目策划包括：项目计划、可行性分析、项目决策及组建项目组等几个方面。
图1为项目策划阶段的示意图。
转播到腾讯微博图1 项目策划阶段示意图汽车企业的产品规划部门必须做好企业产品发展的近期和远期规划，具有市场的前瞻性与应变能力。
项目前期需要在市场调研的基础上生成项目建议书，明确汽车形式及市场目标。
可行性分析包括：政策法规分析、竞争对手和竞争车型、自身资源和研发能力的分析等。
项目论证要分析与审查论点的可行性和论据的可靠性与充分性。
经过这一阶段，要开发一个什么样的车型，类似于同行什么等级的车型，其性价比方面有哪些创意与特点即展现在我们面前。
项目策划的最后阶段是组建项目组：组建新品开发项目小组、确立项目小组成员的职责、制定动态的项目实施计划、明确各阶段的项目工作目标、规定各分类项目的工作内容、计划进度和评价要求。
概念设计阶段概念设计在新产品开发中有着重要地位，因此，新产品概念设计流程再造是新产品开发流程再造成败的关键所在。
一个全新的汽车创意造型设计分为以下几部分：1. 总体布置草图设计：绘制产品设计工程的总布置图（如图2），一方面是汽车造型的依据；另一方面它是详细总布置图确认的基础，在此基础上将产品的结构具体化，直至完成所有产品零部件的设计。