基于工程情景的车身曲面模型缺陷修复方法研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:mdehuh
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车身设计表现为一种非常复杂的曲面设计,曲面模型的质量对后续设计、CAE、CAM造成严重影响。曲面模型的缺陷严重迟滞了设计进程,造成大量的时间、人力耗费。虽然目前已经开发了多商业化的三维模型修复软件。但就车身零部件设计而言,其主要的修复方式仍表现为工程师的手工修复。现有的修复软件无法适应车身设计的复杂情况以及特殊质量要求,难以取得工程师的充分信任。  造成上述问题的最重要原因是车身曲面模型是一个由大量不同类型曲面以复杂关系组合而成的复杂几何体,需要满足较为严格的曲面标准。而当前的主流修复工具,由于商业模式的限制,倾向于提供一种快速、高效、纯粹几何意义上的解决方案,对修复质量以及因修复而衍生的新问题缺少关注。相对而言,工程师的手工修复在方法论的角度更为合理。在曲面修复过程中,工程师首先会预判曲面缺陷产生的原因,并采用针对性的修复方法,通过一系列迭代达成最终结果。在整个迭代过程中,工程师始终依照行业内的曲面质量标准对修复结果进行持续性评估。虽然手工修复在方法与逻辑上更为合理,但反复的手工迭代所造成的时间和资源浪费却是非常可观的。  针对以上问题,本文尝试构造一种在流程上、方法上与手工修复方法类似的自动化过程。使用类似的评价指标、类似的建模机制构造一个参数化的修复过程。一方面,参数化的机制将为未来的基于复杂质量评价标准的自动迭代提供基础。另一方面,当修复过程不理想时,工程师能够顺利接手需要进一步调整的修复结果,通过对关键参数的直观调整快速达成质量要求。  本研究基于汽车行业广泛应用的Siemens NX设计软件为基本平台,引入知识工程方法,通过二次开发技术完成了软件原型,对上述构想进行了实证。车身曲面模型的缺陷的种类是复杂的,限于时间,本文仅专注于车身模型中较为典型和普遍的三类缝隙缺陷,提出了具有针对性的自动修复方案,完成了相应的软件设计和交互界面设计,通过完成其自动修复过程验证上述构想的可行性。  实际应用表明,较之于现有的自动化修复软件,本软件在工程上具有更强针对性,在典型缝隙缺陷修复方面,具有明显的优势。同时,对于质量未达标的修复结果,工程师也可直接接手,通过对参数化特征的调整快速改善曲面质量。对大量复杂车身曲面模型的实测结果,表明这种引入工程因素,并充分尊重工程师修复机制、修复方法的自动化模块,明显的改善了修复效率和修复质量。
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