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UG,非常简单但非常完美的曲面

美的

A级曲面

在整个汽车开发的流程中,有一工程段称为 Class A Engineering,重点是在确定曲面的品质可以符合A级曲面的要求。 所谓A级曲面的定义,是必须满足相邻曲面间之间隙在 0.005mm 以下(有些汽车厂甚至要求到 0.001mm),切率改变 ( tangency Change ) 在0.16度以下,曲率改变 (curvature change) 在0.005 度以下,符合这样的标准才能确保钣件的环境反射不会有问题。

描述

A级曲面(A-class)并没有十分严格的数学定义也没有十分严格的概念定义,如果用一句话来描述它的话,那就是“非常简单但非常完美的曲面”;一般来说可以用下面的条件进行描述:

1、一般CLASS A的阶次与控制点数目都不多,UV方向大概在6~8个控制点

2、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

3、CLASS A曲面之间的连接至少满足切向连续

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)[1] 。

从上面的条件可以知道,曲面上的G2连接可以说是一个基本要求;因为曲面的G2以上连接才会在连接线附近有光顺的反射效果。但是,即使G3了,也未必是a-class,也就是说有时虽然连续,但是面之间出现褶皱,此时就不是a-class 。通俗一点说,class-A就必须是G2以上连接。G3连续的面不一定是CLASS-A曲面。

汽车业界对于a class要求也有不同的标准,GM要求比TOYOTA ,BMW等等要低一些,也就是说间隙和切线角度变化要求要松一些。

前提条件

1.确定整车的坐标基准;

2.玻璃必须参考规则几何体,保证玻璃能运动;

3.整车油泥模型制作必须有参考样车的断面,才能保证整车总布置尺寸要求;

4.油泥模型特征必须交代清楚;

5.油泥模型表面必须平整光顺;

6.相关硬点的安装位置必须准确;

7.整车硬点尺寸关系必须保证;

8.少可见区域的曲面特征必须表达清楚。

基本观点

关于A-class surfaces的定义和应用,有两个基本依据原则:

1.其一是依据曲面所处的位置,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。

2.其二是依据曲面本身的质量,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。

有些CAD用户直观认为“点连续”是C类,切线连续是B类,曲率连续是A类。但更加适当地定义应从数学解析上定义为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)。

但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)。

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。

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,曲率连续意味着在任何曲面上的任一"点"沿着边界有连续变化的曲率半径,曲面是挺难做到这一点的。

切向连续仅是方向的连续而没有半径连续,比如说倒圆角。

点连续仅仅保证没有缝隙,完全接触。

事实上,切向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。

A-surf首先用于汽车,并在消费类产品中渐增(牙刷,Palm,手机,洗碗机、卫生设备等)。

它也是美学的需要。

*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。

*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。

*曲率连续(也称为G2连续的,Alias可以做到G3!)将产生横过所有边界的完整的和光滑的反射线。

应用

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。

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

CAD软件

常用的做A级面的软件有UG,Alias,CATIA,Creo,ICEM Surf,Imageware(SURFACER),ZW3D

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