文档介绍：引言随着汽车工业技术的进步以及经济的发展,在消费者对汽车产品高质量的要求下,产品功能上的需求已不再是赢得市场的唯一条件。产品不仅要具有先进的功能,还要有流畅、富有个性的产品外观,以吸引消费者的注意。流畅、富有个性的产品外观要求必然会使得产品外形由复杂的自由曲面组成,或者即使是诸如本文中所涉及的汽车底板,虽然不是作为外观车身存在,但是其特殊的实用性同样要求有相应的复杂外形。但是在设计和制造的过程中,传统的产品开发模式,即基于产品或者构件的功能和外形,由设计师在计算机辅助设计软件中构造,也叫做正向工程,很难用严密、统一的数学语言来描述这些自由曲面。为了适应先进制造技术的发展,需要将实物样件或者手工模型转化为CAD数据,以便利用快速成型系统、计算机辅助制造系统、产品数据管理等先进技术对其进行处理和管理,并进行进一步修改和再设计优化。此时,就需要一个一体化的解决方案:从样品——数据——产品。逆向工程,即本设计所用到的核心方法,就专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手段,实现从实际物体到几何模型的直接转换。作为产品设计制造的一种手段,在20世纪90年代初,逆向工程技术就开始引起各国汽车工业界和学术界的高度关注。随着现代计算机技术及测量技术的发展,利用新型绘制软件实现产品实物的逆向工程,已成为CAD/CAM领域的一个研究重点,并成为逆向工程技术应用的主要容。一、汽车车身设计的国外发展(一)国汽车车身设计发展现状改革开放初期,我国汽车工业总体设计水平比国际水平落后大约20-25年。20世纪90年代开始,我国汽车工业在不断加大研发投资、提高自身研发能力和技术水平的同时,加快了引进国外先进技术的步伐。到目前为止,我国汽车工业已经基本具备了商用车和乘用车以及零部件的自主开发能力,中国汽车市场已经成为全球第一大市场。但是,在这个全球最大的汽车市场中,大部分产品仍是“舶来品”,国自主品牌绝大多数产品仍属于产品的最低端,与国际水平相比,我国的汽车技术水平和开发能力仍然很低。近年来,我国汽车工业的技术引进正在从单一全套产品引进,向以引进开发技术为主的方向转变。为实现完全自主开发,关键总成(包括车身)开始同国外厂家实行联合开发。单就车身产品而言,也走过了一条“技术引进——自我开发——联合设计”的道路,并向自主开发的方向努力。近年来,随着轿车需求量的急剧增加,车身设计技术的应用也得到了高度重视,设计手段也变得更加丰富。整体上讲国车身设计技术状况具有如下几个特征:(1)目前,国主要设计单位的设计技术水平已经达到了全面三维设计的程度。(2)部分设计单位初步具备了自主开发能力。(3)产品开发流程和设计规得到了提高和完善。因此,国设计技术水平和开发能力不断提高,正逐步缩短与世界先进水平的差距,但是设计技术的综合实力仍受创新技术的方法、设计经验和数据的积累、软硬件环境等三大因素的制约和影响。由于我国自主开发的车型不多,在设计经验和数据积累方面的基础还相当薄弱,这将直接影响技术方案的优化,导致产品开发质量的低下。中国汽车要想进步与真正强大离不开自主品牌,在中国汽车工艺发展的这几十年,自主品牌在产品质量、工艺技术均已有一定高度,但惟独汽车设计仍处摸索期。利用车身点云扫描以及车身逆向工程的方法来借鉴与模仿一款国外成熟车型是现今自主品牌车企主要的设计思路。而且主要由以下表现形式:(1)与国外企业的合资合作关系,比如华晨中华造型和德国宝马,这是建立在早年华晨与宝马合资合作的基础上,没有涉及知识产权的问题。这种做法可以算作是合法的模仿。(2)国外设计公司热,尤其是意大利著名设计公司,而国厂商不约而同选择同一家设计公司,各个设计公司在设计中都包含了其自身的设计元素设计风格,因此出自一家的设计就出现了一定程度的相似。(二)国外汽车车身设计发展现状目前国外先进的汽车车身设计大致分为概念酝酿阶段、概念设计阶段、工程设计阶段、设计验证阶段。当然这几个阶段不是完全独立的,而是相互交叉,同步进行的,这样就能大大缩短新产品的开发周期。在概念酝酿阶段,设计公司通过对市场进行调查研究,分析市场的容量,确定产品的定位和成本价格;同时通过市场诊断确定竞争车型,在此基础上,确定新车型的设计基准和设计目标。概念设计阶段包括外部和部造型的手工效果图设计、外部和部的计算机辅助造型设计(CAS)、1:1的外部和部模型的制作、外部和部验证模型的制作、主模型的制作等。工程设计阶段目前基本上都采用流行的“并行工程”。所谓“并行工程”就是设计公司、生产厂家、零部件供应商、模具制造商共同参与开发工作,在工程设计开始就。进行零部件设计、模具设计、生产线的改造等,可以大缩短开发周期。虽然在设计过程中,大量采用CAE进行模拟计算,可以有效地验证设计结果,但最终的验证只能通过实车试验来完成。因此设计验证阶段包括样车的试制和试验两