车身曲面光顺度分析及应用
车身外表面数模检查表(光顺性)-H3
曲车光顺曲面应保证曲率变化均匀。
6主要造型面应保证G2以上。
③以UG软件分析（REFLECTION、SECTION），曲率变化均匀，在特征面分块处无间断。
符合要求
车身外表面数模检查表
项目名称
H3项目
检查类别
3.表面光顺性
序号
高光反射
斑马纹
曲率梳
设计要求
检查结论
1
前视图
1整车光顺曲面应保证曲率变化均匀。
2主要造型面应保证G2以上。
③以UG软件分析（REFLECTION、SECTION），曲率变化均匀，在特征面分块处无间断。
符合要求
车身外表面数模检查表
项目名称
H3项目
检查类别
3.表面光顺性
序号
高光反射
斑马纹
曲率梳
设计要求
检查结论
1
前侧视图
3整车光顺曲面应保证曲率变化均匀。
4主要造型面应保证G2以上。
③以UG软件分析（REFLECTION、SECTION），曲率变化均匀，在特征面分块处无间断。
符合要求
车身外表面数模检查表
项目名称
H3项目
检查类别
3.表面光顺性
序号
高光反射
车身曲面检查 - 斑马纹
用斑马纹检查车身曲面对于车身高可见区零件表面，曲面的质量要达到2阶曲率连续或2阶以上连续， 其它弱反光面，为1阶连续或1阶以上曲率连续。
斑马纹用于检查一些细小的或主要表面与相邻面是否达到要求的连续性及曲面自身内部的光顺性。
先了解一下各种曲面连续所表现出来的斑马纹情况，如下图所示：斑马纹显示使用彩色边界线构成相切圆角面的结果，斑马纹成相交连续，存Z 形，粗细变化不均匀。
相交连续 斑马纹显示使用彩色边界线构成相交面的结果。
斑马纹在相交处不连续，粗细变化不均匀。
相切连续如上所述，用斑马纹能准确得判断出曲面的各种连续性，下面主要以实例来介绍用斑马纹来检测车身A 级曲面的一些方法。
1） 在车身外表面中，单个曲面的曲率变化平缓，斑马纹的走向应该很光顺，粗细变化均匀，并出现不应该有的波浪及漩涡。
下面以某车型前风窗玻璃大面为例：斑马线显示使用彩色曲线生成曲率连续圆角面形状的结果,斑马纹光顺连续，存S 形，粗细变化均匀。
曲率连续 斑马纹走向光顺，粗细变化均匀。
面的质量较高。
曲面质量高 曲面质量差斑马纹走向紊乱出现波浪，粗细变化不均匀。
面的质量不好。
曲面质量差斑马纹走向紊乱出现旋涡，粗细变化不均匀。
面的质量差。
2）在车身外表面中，高可见区都要求达到2阶或2阶以上曲率连续，可以用斑马纹检测工具来检查面与面之间的连续性。
彩色斑马纹断开，粗细不均匀，显示曲面之间不一致的趋势，面与面之间没有达到要求的连续性。
彩色斑马纹都存S形，粗细变化均匀，显示曲面之间达到很好的曲率连续。
第6章 车身CAGD中常用功能
(1) 两张曲面要拼接的对应 边有共同的型值点，对于更 一般的情况,两曲面的拼接边
不等长,形成所谓“品”字形拼 接。车身在分块测量时， 这种情况是最为普遍的,假如 我们规定,第二张曲面不变， 将第二张曲面的边界导矢赋 给第一张曲面,利用已知的边 界导矢拟合第一张曲面就能
达到两曲面的光滑拼接。
用B样条方法生成的曲线具有良好的局部性，便于进行交互修改。只 要在软件设计时提供一个方便的人机对话接口就可以交互设计曲线，对于曲面 也类似。图6.2-1给出了曲线设计实例。
6.1.2 曲面的生成方法
(1) 已知特征顶点网格生成曲面（正算）
由介绍的正算方法直接生成参数曲面。
(2) 已知曲面的控制型值点求曲面（反算＋正算）
（4）投影曲线的生成
一条空间B样条曲线向某一坐标平面的投影会投出一条平面曲线，这是极简单的 情形。而在实际造型中，还希望能求出曲线在曲面上的投影。曲线在曲面上的投影 是指一条曲线上所有点在曲面上投影的连线，在工程应用中，只在求出曲线上有限 个离散点在曲面上的投影并拟合投影点即可求出投影曲线。
现在问题归结为一个点在一张曲面上的投影如何确定： 设某一空间点Q (x、y、z)，空间曲面r (u,w)。如果Q点在r(u,w)上有投 影并设投影点为R，那么投影点应满足: r r (Q R) (6 1) u w r r 、 其中是任意常数，u w 表示曲面上R点处沿u和w方向切矢。方程可以 通过(6-1)式数值解法来计算。 但要考虑曲面有一个以上投影点的情况。 （5）曲线的交互修改
插值出离散型值点,其个数要与
第二曲面对应边的型值点数目 相同,并求出各型值点处的导矢； 4)将第一张曲面上对应边的型 值点的位置和导数赋给第二块 曲面，生成第二张曲面，达到 两曲面块的光滑拼接。图6.3-3 给出了两曲面无公共边界时的 几种拼接实例。
曲率对车身A级曲面控制顶点排列的影响
．
设 计 开发 ．
曲率对 车身 Ａ级 曲面控 制顶点排 列的影响
徐 家川 薛远 水 宋 增祥 郑伟 成
（ 山东 理工 大学 ）
★
【 摘要】 为提高车身 Ａ级 曲面光顺 的质量 和效率 ， 研究 了曲面 曲率对曲面控制顶点排列的影响。 对于基本 曲面 ，
可 根 据 曲面 曲率 的大 小 调 整 曲面 控 制 顶 点 的排 列 ； 在过渡 曲面中 ， 根 据 其 曲率 大 小 和连 续 性 调 整 控 制 顶 点 排 列 。 以 某 轿 车 后 备 箱 盖 为 例 进 行 了试 验 验 证 ． 结果 表明 ， 通过合理 的控制顶点排列 ， 获 得 了 良好 的 形 状 品 质 并 达 到 连 续 性 要求 ． 提 高 了 曲 面光 顺 的效 率 和质 量 。
ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｘ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｃ ｕ ｒ ｖ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｕ ｆ ｒ ａ ｃ ｅ ． Ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｕ ｆ ｒ ａ ｃ ｅ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｃ ｕ ｖａ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｘ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｃ ｕ ｖａ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｉ ｔ ｙ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｔ ａ ｋ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｎ ｋ ｌ ｉ ｄ ｏ ｆ ａ ｐ ａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｇ ｅ ｒ
UG中车身对称曲面光顺方法
曲面 的连续 性通常利用 曲面 的截面线来 讨
论 。截 面分 析 主要 为 了进一 步 分析 曲面上 多个 位
置处的曲率梳面上根本没有 曲线 ，最多也只有几
条边 界 ， 因此 ， Ｇ系统提 供 了多 种剖 切方 法 ， Ｕ 以便
构造分析 曲线 ，对称 曲面的连续性： 检查通常采用 组 垂直 于 对称 平 面 的平行 平 面对所 做 平 面进行
ｄ ｉ１ ． ６ ／．ｓ． ７ — １２２ １．１０ ８ ｏ ：０３ ９ｊ ｓ １ ３ ３ ４ ． １ ．０ ９ ｉｎ ６ ０ １
Ｕ 中车身对称 曲面光顺 方法 Ｇ
范萍萍 孙涛 邢鲁超 徐家川 ， ， ，
（． １山东理工大学交通与车辆工程学院 ， 山东 淄博 ２ ５ ４ ； ． ５ ０ ９ ２淄博市技师学院 ， 山东 淄博 ２ ５ １ ） ５ ０ ３ 摘要 ： 身逆 向设计中， 车 车身对称 曲面的光顺是 整车光顺设计 中的一个重要的光顺环节。结合车身 Ａ级 曲面的 光顺准则 ，提 出了三种在 Ｕ Ｇ中获得 高质量汽车 Ａ级对称 曲面的光顺方法 ．并以某汽车车身顶盖曲面光顺为
一
截 面 分析 。如 图 ２所 示 为对 某发 动 机盖 两半 平 面 拼接连 续性 截 面分 析 图。
一
图 ２ 某 发 动 机 盖 曲面 连 续 性 截 面 线 分 析 图
首 先对 所需 光顺 的整 张对 称 曲面进 行光 顺 处 理 ， 成 后 通 过 Ｕ 中“ 完 Ｇ 插入 一 面极 点 ” 方 法 获 的
示为在 Ｕ Ｇ软件中通过曲率梳分析的结果 ，即两 端点处 的曲率大小相等 ， 方向一致。 ４ Ｃ 连续 （ ） 挠率连续 ）其是曲线几何连续性 ： 中的理想情况 ，曲线的曲率梳在公共点处没有夹
车身A级(Class-A)曲面模型的构造
车身A级(Class A)曲面模型的构造Class A曲面是由CATIA软件开发商Dassault System公司提出的新概念，主要是指车身零件中对外观和形状要求极高的曲面。
本文从车身开发的角度，通过大量实例描述了车身Class A曲面模型的定义及创建方法，而车身曲面模型的光顺是车身开发人员一直追求的目标，本文提出了一个切实可行的设计思路。
一、前言车身设计方法从无到有，以及现在千姿百态的车身样式，都应当归功于现代科学技术的飞速进展。
从设计理念上而言，车身开发的基本思路并未发生根本性变化，依然是“概念设计→总布置设计→详细结构设计→试验验证→产品”这样一个流程。
然而由于现代技术的介入，使车身的开发周期大大缩短，车身的设计质量大大提高。
车身外形的变化也经历了由简单到复杂的演化过程，即箱式→船形→楔形→光滑曲面过渡的外凸形，这一过程也得益于各种先进技术的大量应用，如三维图形技术以及空气动力学仿真技术等。
现代车身设计，尤其是外观零件的设计，已经完全摈弃了由二维转三维的阶段，而是直接由虚拟三维到实际三维。
正是借助于先进的设计方法和工具，车身开发周期才能由原来的4到5年缩短至目前的2到3年，甚至更短的时间。
Class A曲面设计，即完全在计算机三维虚拟环境下构造合格的车身曲面的一种方法，是数学与计算机图形学相结合的典型应用，它不同于图板工作模式，使设计更加灵活，编辑起来更加方便快捷。
随着逆向设计、稳健设计、基于分析的设计以及面向制造的设计等新方法涌入车身设计过程，基于三维的车身曲面模型设计越来越重要，在整个产品链中的地位也日益提高。
二、Class A曲面的定义Class A一词最初是由法国Dassault System公司在开发大型CAD/CAM 软件包CATIA时提出并付诸应用的，常译作A级曲面，专指车身模型中对曲面质量有较高要求或特殊要求的一类曲面，如外形曲面、仪表板和内饰件的表面等。
从CATIA V5版本开始，软件中新增加了ACA(Automotive Class A)模块，专门用于Class A曲面的设计。
车身ClassA评价标准和方法.pdf
车身Class A评价标准和方法Prepared byCLASS A的概念一、一、CLASS1、连续性的几种方式曲面曲线的连续性有以下几种方式，并做相应的几何表达：POINT连续Tangent连续Curvature连续高质量连续C0C1C2G0G1G2G3上述四种连续性关系只是构造Class A的基础，在应用这些概念时必须综合进行考虑。
对于精度的要求可根据对象的不同要求来确定。
2、CLASS A的评估方法对于汽车外形来讲，最重要的是曲线、曲面的评估方法。
在传统的手工处理时。
曲线质量是由设计人员从各个方向观察画在图板上的大比例曲线来进行检查。
车型设计人员通过观察可以指出哪一段是好的，哪一段有鼓包等等。
为了解释相应的现象，在被检查曲线上画出相应曲率半径的的对数值，设计人员可指出有问题的区域相应于曲线上的不光顺区域，这种方法被称为轮廓检验或曲率半径分布。
一个CAD系统不仅必须提供各种曲面定义方法，还必须提供曲面质量评估技术。
一种检查曲面设计质量的方法是模拟曲面的高光。
对应于手工制作的油泥高光检查方法如下：把模型置于在墙上和天花板上安装了许多平行白炽灯的房中，观察这些平行光在曲面上的图象，并检查出不和谐的地方。
高光对曲面上点的法矢方向的变化十分敏感。
轮廓图的杂乱无章表明曲面上相应区域内曲率分布不均。
在C1连续的边界处，高光轮廓图有断点，对C0连接则不连续。
另一种评估形状的方法是观察曲面上曲线或截面线的曲率轮廓图。
不规则的轮廓图表明曲面上相应区域质量不好（不光顺）。
曲率半径检查比高光检查容易，因此在设计阶段常采用这种方法。
但是，仅用曲率轮廓图检查对于评估曲面质量是不够的。
因为有时曲率轮廓图看起来很好，但是高光分布图有波动，必须对曲面进行修改。
有时也用彩色光照图评价曲面质量。
但是通常彩色光照图显示并不十分有效，因为光照图显示的目的是得到高质量的图像，并不能完全显示出产品的曲面质量。
但是，随着近来计算机硬件和软件性能的提高，计算汽车在各种金属材质上的反光性质以便进行光线的跟踪计算。
汽车车身曲面光顺与评价方法研究
汽车车身曲面光顺与评价方法研究一、汽车车身曲面光顺的重要性。
大家都知道汽车在咱们生活中那可是超级常见的玩意儿。
汽车的外观设计呢，对很多人来说可是相当重要的，毕竟谁不想开一辆颜值超高的车出去兜风呀！而汽车车身曲面光顺就是影响汽车外观颜值的一个关键因素哦。
想象一下，如果汽车车身的曲面不光滑，到处都是坑坑洼洼、凹凸不平的，那多影响美感啊！而且啊，这种不光滑的曲面在汽车行驶的时候，还可能会增加空气阻力呢。
空气阻力一大，汽车跑起来就会更费油，这对咱们的钱包可就不太友好啦。
另外，从制造工艺的角度来说，光顺的曲面也更容易生产和加工，能提高生产效率，降低生产成本，这对汽车厂家来说那也是相当重要的哟。
二、汽车车身曲面光顺的方法。
汽车车身曲面要想变得光顺，那可是有不少方法的呢。
1. 数学模型法。
这种方法就是利用数学知识来构建汽车车身曲面的模型。
通过一些复杂的数学算法和公式，对曲面进行精确的描述和计算，然后再对模型进行优化和调整，让曲面变得更加光顺。
比如说，有些数学模型可以通过对曲面上的点进行插值和拟合，来消除一些不光滑的地方。
这就好比给曲面做了一次“美容手术”，让它变得更加完美啦。
2. 能量法。
能量法呢，是从能量的角度来考虑曲面光顺的问题。
简单来说，就是认为光顺的曲面具有最小的能量。
通过计算曲面上的能量分布，然后对曲面进行调整，使得能量最小化，这样曲面就会变得光顺啦。
就像是让曲面处于一种最“舒适”的状态，自然而然就光滑了呢。
3. 基于计算机辅助设计（CAD）的方法。
现在科技这么发达，CAD技术在汽车设计中可是广泛应用的哦。
利用CAD软件，设计师可以在计算机上对汽车车身曲面进行设计和修改。
软件里面有很多强大的工具，可以帮助设计师快速地检测出曲面不光滑的地方，然后进行调整和优化。
这就好比是给设计师配备了一个超级厉害的“曲面美容仪”，让他们可以轻松地打造出光顺的曲面啦。
三、汽车车身曲面光顺的评价方法。
光顺完了曲面，还得知道它到底光顺得怎么样啊，这就需要一些评价方法啦。
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车身曲面光顺度分析及应用
摘要：文章主要讨论了车身曲面的分类，曲面光顺准则，汽车曲面光顺度的分析方法，汽车曲面光顺度分析的应用。
并从曲率分析、光照模型两方面来分析比较，进一步优化光顺度分析方法。
关键词：车身；曲面；光顺度；分析方法
汽车行业也对汽车的外形品质有了更高的追求，获得高品质的车身曲面是极其重要的一个环节，具有良好的车身曲面光顺度，不但满足外型的美观,同时也保证了空气动力学的基本条件，使得汽车在本身性能上有更好的改进。
1汽车车身曲面光顺的准则
在曲面光顺度分析之前，必须遵照一个准则——曲面的光顺准则，它的具体内容：曲面的参数线（如曲面的u、v方向的参数线等）达到光顺；构造曲面是的网格线无多余的拐点及变挠点，均达到光顺；曲面与某一组等间隔且平行的平面相交截面线达到光顺；曲面的高斯曲率变化均匀；二次曲面的主曲率在截点的左右曲率差的跃度和应尽量小。
而曲面的光顺准则是曲面光顺度品质分析的重要依据。
2汽车车身曲面光顺度的分析评价方法
光顺源于实践，是指曲面的光滑性和无波动性。
而曲面光顺度分析方法在一些参考文献中有很多种，比如等高线法、基于线性变换的方法等，而文章主要从曲率分析法和光照模型法来对光顺度进行分析与评价。
①曲率分析法。
对曲率的分析是分析曲面的一个非常重要的方法和工具，通过曲率分析可以获得许多相关信息，比如曲面的曲率在整体的或者局部上的信息，曲面曲率的极大值、极小值的分布情况等。
利用曲率分析法对光顺度进行分析主要步骤：曲率的颜色映射，绘制等曲率线，绘制反映截面线曲率变化的曲率梳。
曲率分析方法在曲面光顺度分析中对于形状所发生的微小变化可以很敏感的反映出来，通过曲率在颜色上的变化、绘制的等曲率线和曲率梳的变化可以直观清晰的反映出曲面上所存在的微小的波动，使得在实际生产评价车身曲面光顺度时，对于所产生的微小的瑕疵给予及时的发现与修正。
这种方法可以在CAD软件系统中找到相应的工具，对实际应用提供了很大方便。
②光照模型法。
在汽车生产制造过程中，车身曲面拼接结束后，需要对整个整体曲面进行分析评价，在这一过程中，通常采用将平行光照射到整个车身曲面上，检查车身曲面是否光顺。
光照模型法它的实质是反映了曲面法矢的变化情况，通过光照到车身曲面而反应出车身的真实形状，给研究人员一个非常直观的了解，从整体上对车身曲面光顺度进行分析，对造型与外观有了整体的判断，在
CAD软件系统中也有相应的工具。
光照模型有以下几种具体方法：其一，等照度线法。
根据等照度线所在的分布以及走向来分析及评价曲面的光顺度以及检查曲面的连续性。
其二，高光线法。
高光线法实际是反射线法的一种新形式的延伸。
这种方法是整个汽车制造工业中一种常见的对车身曲面光顺度分析的方法。
高光线的绘制可以把曲面不连续性在高光线上扩大一阶，从而使车身曲面形象而又准确的描绘出来。
其三，真实感图形法。
真实感图形法是借用于先进的真实感图形绘制技术，在整个观察分析过程中，通过选择不同的光源，从不同的角度不同的视点来观察研究，但是此种方法的计算量较大，比较费时，且不能判断曲面与曲面之间的C2连续性，需要与上面的方法配合共同来完成。
3分析评价方比较
通过对以上两种曲光顺度分析方法的讨论，可以看出，曲率分析法是对车身曲面局部细节进行分析评价的，而光照模型法是对车身整体的曲面进行评价的，但两者在某些方面都存在这缺点与不足，而两者结合却起到了互补的作用，用曲率分析法从每个局部曲面进行分析，将曲率的光顺度大幅提高；用光照模型法从整体光顺美观方面去进行评价，两者结合，从而大大的提高了车身曲面的光顺品质，使得生产周期缩短，降低生产成本。
4结语
消费者对车身外形曲面质量要求越来越高，而曲面的光顺度是车身曲面的好与坏的重要依据。
文章对汽车曲面光顺度的分析方法以及曲面光顺度的应用进行了讨论与分析，通过合理的方法合理的方法配合和工具配合对汽车车身曲面光顺度进行正确而深入的分析，将有助于曲面质量的提高，使得汽车在车身外形方面更加顺应时代的发展。
参考文献：
[1] 徐万红,李书生,张国忠.车身曲面的光顺品质分析与应用[J].检控与检测,2005,9(2):48.。