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基于Siemens NX的车身轮廓参数化逆向重构
| 论文题名： | 基于Siemens NX的车身轮廓参数化逆向重构 |
| 关键词： | 逆向工程;车身轮廓设计;参数化;孔位逆向设计;CAD平台 |
| 摘要： | 逆向设计是车身设计过程中的重要技术手段，通过测量所得的云点数据快速构建轮廓及曲面是其核心内容。车身是一个复杂的装配体，其中，大量孔位、轮廓的重建精度对整车的装配精度，测量坐标系与整车坐标系的匹配、后续的曲面建模的质量等一系列关键环节具有重要影响。目前主流的CAD软件、逆向工程软件均提供了基于云点数据的快速自动曲线重构功能，可以通过云点数据自动构建单一曲线，但这种方法并不能完全满足车身逆向的需求。在很多具体的应用环境中，工程师仍然不得不采用繁琐的手工过程来完成孔位、轮廓的重建。其根本原因在于车身孔位是由多段不同形式曲线构成的复杂轮廓，构成轮廓的曲线段之间存在复杂的几何约束与尺寸关联，不同轮廓之间也存在多样的分布规则。目前，就单一曲线进行逆向的方法，无法充分反映这种轮廓的内在关联和轮廓之间的相互关系。 本文对上述问题进行探讨，分析了目前车身轮廓、孔位逆向设计的一般方法，对自动曲线重建与手工逆向进行对比。对于自动曲线重构而言，通过单一曲线段的累加构成的孔位轮廓忽略了轮廓的内在关联，无法充分满足车身及零部件逆向的要求;而进行手工重建的工程师则了解其内部规则和分布规律，有能力维持轮廓的合理性，但需要消耗大量时间进行反复调整，以便使轮廓与测量数据吻合。本文力图追寻设计师的手工设计过程，通过将手工过程自动化，在保证轮廓精度、合理性的同时，提高设计效率。 本文以现有CAD平台为基础，提出将设计规则、轮廓的内在关联及外在关系内嵌于参数化模型，在充分考虑轮廓区域云点数据分布特性的情况下，通过参数迭代替换设计师的手工修改，使用优化方法完成复杂轮廓的自动重建。以轮廓重建代替现有的曲线重建，以此保证构成轮廓的各曲线段之间的几何关联与参数关联。 同时，车身轮廓曲线的复杂性、多样性，使得在数学上难以为每一种情况都提供直接解法以完成基于云点的自动重建，而基于优化方法的参数轮廓重构可以较好的回避这一问题，从而使得自动曲线、轮廓的重构模块能够涵盖更大的应用范围。 本文基于Siemens NX软件平台，利用UG/KF技术与UG/Open API接口进行二次开发，实现并验证了上述构想。该方法与对应软件模块的应用表明，在确保合理性和内在关联的前提下，其轮廓自动重建的效率较之于手工操作有巨大的提升，而且其参数化的结果，亦为后期的快速设计调整、设计重用提供了可能。 |
| 作者： | 金祥 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 靳春宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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