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开瑞汽车工程研究院 KAERICLASS_A曲面知识曲面知识开瑞汽车工程研究院 KAERI• • CASCAS数据建立和数据建立和A A级曲面光顺，广泛应用于汽车概念设计与车身内外饰级曲面光顺，广泛应用于汽车概念设计与车身内外饰曲面设计在整车开发的前期，如：概念草图曲面设计在整车开发的前期，如：概念草图→→CASCAS数据数据 → → A A级曲面，级曲面，能够完成能够完成CASCAS数据与数据与A A级曲面两个设计阶段级曲面两个设计阶段•CLASS ACLASS A曲面是既满足几何光滑要求，又满足审美需求的曲面所謂曲面是既满足几何光滑要求，又满足审美需求的曲面所謂A A級曲面的定義，是必須滿足相鄰曲面間之間隙在級曲面的定義，是必須滿足相鄰曲面間之間隙在 0.005mm 0.005mm 以下（有些以下（有些汽車廠甚至要求到汽車廠甚至要求到 0.001mm0.001mm），切率改變），切率改變 ( tangency Change ) ( tangency Change ) 在在0.160.16度以下，曲率改變度以下，曲率改變 (curvature change) (curvature change) 在在0.005 0.005 度以下，符合度以下，符合這樣的標準才能確保鈑件的環境反射不會有問題。

這樣的標準才能確保鈑件的環境反射不會有問題 一、什么是一、什么是A面面开瑞汽车工程研究院 KAERIA-classA-class包包括括多多方方面面评评测测标标准准, ,比比如如说说反反射射是是不不是是好好看看、、顺顺眼眼等等等等当当然然，，G2G2可可以以说说是是一一个个基基本本要要求求, ,因因为为g2g2以以上上才才有有光光顺顺的的反反射射效效果果但但是是, ,即即使使G3G3了了，，也也未未必必是是a-class,a-class,也也就就是是说说有有时时虽虽然然连连续续，，但但是是面面之之间间出出现现 褶褶 皱皱 ，， 此此 时时 就就 不不 是是 a-class a-class 通通俗俗一一点点说说，，class-Aclass-A就就必必须须是是G2G2以以上上 连连 接接 G3G3连连 续续 的的 面面 不不 一一 定定 是是CLASS-ACLASS-A曲曲面面 汽汽车车业业界界对对于于a a classclass要要求求也也有有不不同同的的标标准准，，GMGM要要求求比比TOYOTA TOYOTA ，，BMWBMW等等等等要要低低一一些些，，也也就就是是说说gapgap和和angleangle要要求求要要松松一一些些。

关关于于A-class A-class surfacessurfaces，，涉涉及及曲曲面面的的类类型型的的二二个个基基本本观观点点是是位位置置和和质质量量 位位置置————所所有有消消费费者者可可见见的的表表面面按按A-SurfaceA-Surface考考虑虑汽汽车车的的consoleconsole（（副副仪仪表表台台））属属于于A-surfA-surf，，内内部部结结构件则是构件则是B-surfB-surf 开瑞汽车工程研究院 KAERI二、二、A ClassA Class曲面连续性曲面连续性1、 A Class曲面: 达到G2, G3连续，即2阶或3阶连续面与面之间曲率连续2、 B Class曲面：达到G1切线连续，即1阶连续面与面之间相切连续；曲率不连续；点连续； 3、 C Class曲面：达到G0位置连续，即0阶连续面与面之间点连续；曲率不连续，相切不连续 G0-位置连续，G1-切线连续，G2-曲率连续，G3-曲率变化率连续，这些术语用来描述曲面的连续性曲面连续性可以理解为相互连接的曲面之间过渡的光滑程度提高连续性级别可以使表面看起来更加光滑、流畅 开瑞汽车工程研究院 KAERI连续性的几种方式连续性的几种方式 G1-切线连续图中所示的两组曲线属于切线连续，他们不仅在连接处端点重合，而且切线方向一致(可以看到相连的两条线段梳子图的刺在接触点位置是在一条直线上的)。

 这种连续性的表面不会有尖锐的连接接缝，但是由于两种表面在连接处曲率突变，所以在视觉效果上仍然会有很明显的差异会有一种表面中断的感觉 通常用倒角工具生成的过渡面都属于这种连续级别因为这些工具通常使用圆周与两个表面切点间的一部分作为倒角面的轮廓线，圆的曲率是固定的，所以结果会产生一个G1连续的表面如果想生成更高质量的过渡面，还是要自己动手G2-曲率连续图中的两组曲线属于曲率线续顾名思义，他们不但符和上述两种连续性的特征，而且在接点处的曲率也是相同的如图中所示，两条曲线相交处的梳子图的刺常度和方向都是一致的（可以为0） 三维网技术这种连续性的曲面没有尖锐接缝，也没有曲率的突变，视觉效果光滑流畅，没有突然中断的感觉（可以用斑马线测试） 这通常是制作光滑表面的最低要求也是制作A级面的最低标准G3-曲率变化率连续这种连续级别的表面有比G2更流畅的视觉效果但是由于需要用到高阶曲线或需要更多的曲线片断所以通常只用于汽车设计图中的两组曲线的连续性属于曲率变化率连续这种连续级别不仅具有上述连续级别的特征之外，在接点处曲率的变化率也是连续的，这使得曲率的变化更加平滑曲率的变化率可以用一个一次方程表示为一条直线。

开瑞汽车工程研究院 KAERI曲线连续开瑞汽车工程研究院 KAERI曲面连续开瑞汽车工程研究院 KAERI高光表现开瑞汽车工程研究院 KAERI前风挡玻璃，曲率连续（对称面要求）开瑞汽车工程研究院 KAERI开瑞汽车工程研究院 KAERI开瑞汽车工程研究院 KAERIB、切向连续开瑞汽车工程研究院 KAERIC、点连续开瑞汽车工程研究院 KAERI曲面的U、V向的阶数应该控制在8×8以下 ，一般要求低于6阶,曲面的控制多边形较为均匀整齐、法矢指向一致        三：曲面阶数开瑞汽车工程研究院 KAERINurbs 数据是CATIA V5 曲线曲面的基本数据结构Nurbs 是贝塞尔的扩展，A面以Nurbs 为主创建曲线在A级曲面创建的过程中起着非常重要的作用曲线的质量决定了表面质量 曲线创建要求  曲线阶数尽可能最低 曲线应和相邻曲线形状相呼应 尽量避免拐点  创建曲线时尽量要考虑相邻曲线的状态分割曲线尽可能避免不必要的急剧变化开瑞汽车工程研究院 KAERI次数和阶数次数和阶数曲线次数 - 一个数学概念，指的是定义曲线的多项式次数曲线次数一般比在曲线控制点的数量较少，阶数是指控制点数量次数较高的曲线变化是不易控制的次数较低的曲线更圆滑您应该使用次数较低的曲线尽可能（3，4和5）。

除非你有很好的理由这样做，否则，使用三个默认的次数（3）3次曲线次曲线, 4阶曲阶曲线线注意：低于5阶的曲线是比较容易处理;移动控制点可以很好调整曲线形状 5次曲线次曲线, 6阶曲线阶曲线注意：5阶以上的曲线不是容易处理;移动控制点调整曲线形状难度比较大开瑞汽车工程研究院 KAERI单段曲线多段曲线4个单段曲线开瑞汽车工程研究院 KAERI 1、根据造型特征拆分曲面，分块要合理，曲面在UV方向都保证曲率的连续性及变化趋势的合理面的分块应该将主模型作为一个整体来考虑，整体的思想可保证整个面的和谐统一 2、建议采用尽可能少的面片，曲面使用单段面和低阶面，一般少于6阶3、基本曲面应该建立到或超过理论的相交区域，这提供了更大的自由度，用来对过渡面变化调整和高光线控制曲面应该产生预期的延伸，延伸没有任何不正常结果（例如猴尾巴和螺旋），这允许下游的建模者产生延伸用来满足实体建模、工艺补充面、钻模和夹具需要4、曲面应该修剪到内部边界并且能够缝合，要提供生成修剪实体的理想数据四、四、 面的要求面的要求开瑞汽车工程研究院 KAERI5、曲面应该具有偏置额定材料厚度的性质，如果圆角半径比额定材料厚度小，将是例外情况。

曲面偏置的能力考虑内部面片和背部材料厚度的生成6、曲面的创建应该超过零件的周界这减少了因为一条开口线、封闭线或零件边界的变化而不得不重新生成曲面的可能7、一般要求所有外部数模满足尺寸误差0.005mm，相切误差0. 01 度 好的拆面不是很好的拆面开瑞汽车工程研究院 KAERI8、 半径和过渡面        用数字化方法创建过渡面时，尽可能避免在一些过渡面上使用出现呆板的曲率变化或是定曲率的方式，这些呆板的面仅限于在一些不重要的或是不显眼的地方如即使这些圆角的 半径大于4，能保证相切连续，但是却不能保证美学的效果为保证良好的美学效果采用变曲率的方法这 种 过 渡 表 面 使 产 品 外 形 摆 脱 机 械 产 品 的 生 硬 而 变 得 更 加 人 性 化一般大于R5的倒角，做曲率连续半径呆板型过渡面开瑞汽车工程研究院 KAERI开瑞汽车工程研究院 KAERI曲率倒角的效果开瑞汽车工程研究院 KAERI五五. Class A评价手段评价手段1.曲 面 与 云 点 之 间 偏 差 检 查 （ DISTANCE ANALYSIS）下面以Catia为例讲解一下常用的检测A面方法开瑞汽车工程研究院 KAERI2.曲面连续性检查检查曲面间的间隙和连续性偏差，要求达到设计要求开瑞汽车工程研究院 KAERI3.截面曲率检查要求曲率梳流畅，无突变以及异常波动要求曲率梳流畅，无突变以及异常波动开瑞汽车工程研究院 KAERI4.斑马纹检查要求走向流畅，分布合理，过度连续要求走向流畅，分布合理，过度连续疏密有致疏密有致开瑞汽车工程研究院 KAERI突变5.曲率检查显示均匀渐变，凸凹关系   和谐,没有明 显 的突变开瑞汽车工程研究院 KAERI6.曲面控制点和法矢指向要求控制点分布均匀整齐，法向合理开瑞汽车工程研究院 KAERI7.脱模角度分析开瑞汽车工程研究院 KAERI六、六、 A级曲面流程级曲面流程1、 Ａ面工程根据工作流程的不同分为正向和逆向两大类，由于在比较大型的项目中逆向流程不可缺少，即使是以正向开始的项目最后还是会有逆向环节，同时在技术上逆向流程使用的技术同样可以运用在正向流程中 l 正向流程简述 所谓正向流程指的是以已知数字化边界条件为依据，例如结构数模，效果图等，直接在计算机中建构和完成Ａ级曲面，其具体流程可以描述为下面的流程图： 工程输入→设计输入→ＣAS面建构→设计评审→工程验证→ＣAS面修改→设计评审→工程验证→Ａ面建构 →快速样件→设计评审→Ａ面发布→设计冻结l 正向流程的优势与缺点 正向流程的优点是开发周期短，方案修改方便，开发成本低；缺点是风险具有不可预期性。

什么项目适合采用正向流程 一种情况是当我们对最后的产品的效果比较有把握时，我们总是愿意选择正向流程一种情况是我们需要做很多方向的尝试，并且最终的表现形态是样机，以此来试探市场的反应，比如概念车的开发，此时我们通常采用正向流程还有一种情况是由于开发周期或者预算的限制使我们无法采用逆向流程时，那么我们就选择正向流程 开瑞汽车工程研究院 KAERI 2． 逆向流程简述 以某一个实际存在的模型作为建模依据和目的的工程称为逆向工程，这个模型可以是某个实际的产品也可以是油泥模型和样件逆向工程主要的目的有两个，第一是尽可能的靠近模型，第二是完成的模型有尽可能高的曲面质量其具体流程可以描述为下面的流程图： 点云的输入与处理→切断面线→构建基础面→构建主要过渡曲面→构建过渡曲面→分件→曲面质量初步检查→设计评审→工程验证→修改 断差,分缝，圆角→曲面质量检查→ 数据评审→ A面发布→ 快速样件验证→ 评审 →外表面数据冻结 l 逆向流程的优势与缺点 　　逆向流程的优势在于决策者能够最真实直观的看到产品最后的效果，从而将风险降到最低逆向流程的缺点是开发周期相对较长，投入相对较大，在后期不容易作大的修改。

l 什么项目适合采用逆向流程 一种情况是当我们希望生产的产品与某个既有产品几乎完全一样时，逆向流程是最佳的解决方案 另一种情况是某些较复杂或者投入较大的产品，二唯的图纸和计算机上虚拟的效果可能与真实的情况存在偏差，采用先制作油泥模型或者样品以供决策，在决策确认开发继续进行时，再将模型通过逆向工程转化为数据模型作为开发继续的基础例如在汽车开发中经常采用这一开发流程 　　在实际的工作中，并不一定是绝对的逆向和正向的工作流程，通常会根据自身的开发条件，采取相互结合的开发流程 开瑞汽车工程研究院 KAERI •A面工程常用软件 各个大的厂家根据自己的产品特点采用了不同的Ａ面标准和上下游环境的不同，于是采用不同的软件来完成Ａ面工程例如大众采用ALIAS做设计，用ICEMSURF做A面，这几乎可以代表欧洲各大著名汽车公司的模式，例如奔驰、宝马等等；而通用则直接用ALIAS做设计和A面，意大利的一些设计公司也采用了这种模式；也有设计部门用UG公司的IMAGEWARE做A面；CATIA的A面模块也被用来完成A面工程•流程简述•1)、点云的输入•点云的输入与检查 输入后首先要对点云数据进行检查。

首先检查生成的可视化三角面与模型的误差，细节特征的损失程度是否在可接受范围内 然后检查数据是否已经经过合适的精简，由于点云数据将占据比较大的资源，所以我们总是希望在保留必要的细节特征的前提下将点云精简到最小 最后确认数据是否已经对完位，根据特征检查数据的对称情况 •2)点云的处理 •过滤、删除、分割云点，网格化云点，修补网格开瑞汽车工程研究院 KAERI•3) 切断面线 通常我们都会对点云切出断面线，最常用的切法是以Ｘ，Ｙ，Ｚ平面根据产品的大小和特征复杂情况按照一定的间距来切出一组断面线也可以以一条曲线作为路径来切断面线 切断面线的作用是为了产生一组反映模型特征的曲线，将我们建构的曲面按同样的方式切出的断面线与点云上提取的断面线比对就可以反映曲面与点云的逼近程度 l4) 构建基础面 基础面是指构成基本形体的大面 基础面不太可能一次性准确到位，通常需要在后续的构建过程中进行调整，所以对构建基础面的要求是快速和尽量完整，这与素描有点相似，我们总是完成大形才去深入细节，整体的工作进度要求均衡，如果在某个细节上扣的太细，那么很可能在发现整体关系要调整时全部推翻以前的工作 同时基础面的质量又会影响到后续的面的质量，所以对于面的质量来说，基础面有最高的质量要求，例如基础面的连续性精度会影响构建其上的面的精度，并且这种误差会被放大反映出来。

所以无论在开始构建与后续的调整中，基础面的质量都必须时刻得到保证，否则后续的工作都将只是尝试性的，无法作为最后的数据发布 l5) 构建主要过渡曲面 主要过渡曲面通常是指基础面之间的过渡曲面，根据调整主要过渡曲面将可以基本上确定基础面是否合适，同时主要过渡曲面又是后续过渡曲面的基础在主要过渡曲面的构建过程中我们需要完成大量的调整基础面关系的工作，较高的连续性的要求也主要是在这个过程中，通常这个过程将占据整个工作量的一半以上 开瑞汽车工程研究院 KAERI•6)、构建过渡曲面 较大的倒角和许多的细节特征都可以归为这类曲面，通过调节过渡曲面与点云的逼近程度，进一步的来确定主要曲面与主要过渡曲面的关系这个过程需要我们反复的检查与调整完成了这个阶段，模型的基本特征已经明确了，曲面质量也基本确定了 •7)分件 根据设计输入进行分件，切出分缝的大小，这个阶段的分缝只是用来看效果的，完成了这一步的工作以后，我们需要对模型的曲面质量作一次全面的检查，通过分件，我们可能会对后续阶段的分面重新作出规划•8)数据评审 总设计将会组织造型与工程部门对数据进行分析，并且进行一次评审会议以确定后续方案，通常会进行一些修改，如果是大的修改，可能会重新进行造型设计，点云也将更新，如果是小的修改，那么我们可以直接在数据上修改。

开瑞汽车工程研究院 KAERI谢谢！开瑞汽车工程研究院 KAERI36 以以上上有有不不当当之之处处，，请请大大家家给给与与批批评评指指正正，，谢谢谢谢大大家家！！。