汽车外饰正向cas设计要点与步骤.doc

江淮汽车股份有限公司员工成长路径专业论文题 目 正向CAS设计的要点及相关步骤 单 位 技术中心 姓 名 黄健昆 工 号 20060777 晋升职级 技术师 指导教师 徐志海 日 期 2010 年 5 月 5 日 目 录目录…………………………………………………………………………………1中文摘要……………………………………………………………………………2英文摘要……………………………………………………………………………31 引言………………………………………………………………………………4正向CAS设计的必要性和可行性…………………………………………………42 正向CAS设计的流程及原则……………………………………………………52.1 正向CAS设计的流程…………………………………………………………52.1 正向CAS设计的流程…………………………………………………………52.2 正向CAS设计的原则…………………………………………………………63 正向CAS设计的应用………………………………………结论…………………………………………………………………………………谢辞…………………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………指导教师评语………………………………………………………………………附录 ………………………………………………………………………………摘要：在汽车造型设计中数字化技术已经获得了广泛应用，相关学术文章也有不少，但是绝大多数是论述汽车逆向CAS设计的工作。

本文有针对性地论述汽车正向CAS设计在造型设计阶段的应用，阐述了汽车正向CAS设计的必要性和可行性，并试图归纳汽车正向CAS设计的要点和相关步骤关键词：正向CAS设计 效果图 特征线 AliasStudio 虚拟仿真样机Abstract: This paper firstly presents the importance of optimal design in the car industry, describes the function, composition and classification of the suspensions and analyzes the form of ………………Keywords: CAS car_style ALIAS styling1 引言正向CAS设计的必要性和可行性早期的汽车造型设计基本上是按照一种线性的设计流程来进行的从创意到物理模型、工程设计、产品设计基本都是通过手工来完成没有仿真设备和软件，一直等到物理模型才能看到造型近年来，低碳经济要求在制造出物理模型之前进行虚拟仿真样机展现、评审、分析；随着三维软件的广泛使用，汽车设计人员已经完全可以在制造出物理模型之前，通过三维数模对整车及零部件的造型、功能结构进行评审和模拟分析，从而使汽车的研发周期大大缩短，成本也大大降低，资源消耗也大幅降低。

伴随着这一趋势，曲面建模也在经历着一场颠覆性的革命与以往基于油泥模型的点云逆向的曲面建模不同，数字化环境下正向造型设计完全不依赖于实物的点云，所有的操作都将在计算机中依据二维效果图完成目前它已经成为造型设计流程的一个重要阶段，大有将油泥模型阶段取而代之的趋势这一阶段称作CAS阶段（CAS是Computer Aid Style的缩写），三维设计师通过对效果图的理解以及和二维设计师的充分沟通，运用三维软件进行曲面建模，在电脑的显示器上把平面的效果图变成有三维立体空间感的数字模型（下文统称“虚拟仿真样机”），给评审者提供近乎真实的视觉效果，给相关的决策提供依据与油泥模型相比，CAS数字模型的制作及评审成本更低，周期更短，精度更高，效果也更好目前三维软件的集成功能越来越强大，可以渲染，可以绘制效果图，甚至可以插入图片比如AutoDesk公司开发的AliasStudio这就为汽车正向造型设计提供了软件支持那么我们怎么利用“插入图片”这一技术来变革传统的曲面建模？这种变革称“正向CAS设计”2 正向CAS设计的流程及原则2.1正向CAS设计的流程2.1.1研发中心造型设计流程经过这几年宾悦、同悦、和悦、悦悦等车型的研发，造型设计流程基本完善。

图1为研发中心正向造型设计流程 图1从图中我们可以看出CAS模型阶段处于物理模型阶段之前也就是说，先有虚拟仿真样机才有物理模型2.1.2正向CAS设计流程经过M209、重卡、N721等车型的研发，正向CAS设计流程基本完善图2试图归纳技术中心正向CAS设计流程 图22.2正向CAS设计的原则逆向CAS模型的面要求无限拟合点云；同样，正向CAS模型的造型要求无限拟合效果图这是总原则，实现这个总原则有以下三个分原则：2.2.1 CAS模型的神韵与效果图的神韵一样因为效果图是设计师把想象的造型及其阴影关系绘制在平面中，或多或少跟实物有一些偏差所以，当遇到这种情况时，要保证CAS模型的神韵与效果图的神韵一样2.2.2 CAS模型的比例无限拟合效果图的比例在设计造型特征线、分缝线和零部件的时候，比例一致性及其重要，只有比例一致的时候才能保证CAS模型的神韵与效果图的神韵一样3 数字化环境下汽车正向造型设计的应用3.1正向CAS设计的概述 正向CAS设计是没有点云的情况下，根据效果图和设计师的要求在计算机中运用三维设计软件建立数字化虚拟仿真样机的模型。

如果说汽车制造是一个很多部件组合起来的很复杂很繁琐的过程，那么CAS设计也是由很多曲面（部件）组合起来的很复杂很繁琐的过程下文中以我公司的一款在研产品的外饰前脸造型改型设计实践为例，采用目前国内外汽车造型设计业界应用最为广泛的AliasStudio作为平台软件，详细论述汽车正向CAS设计的要点和步骤3.2汽车正向造型设计的要点及其步骤3.2.1 设计输入1、设计任务输入根据项目管理部的计划要求，开展**车型正向CAS设计2、效果图输入根据多轮次公司领导的评审，最终确定一款造型效果图，有两幅图，分别为前45度视图、前视图图片如下： 图3 图43、总布置输入必须有以下几个关键参数：1）、前悬长度输入：如果是新车型开发，需要提供总长总宽、白车身总高；坐标原点位置以及姿态角2）、发动机舱需要的最小空间输入：提供一个“黑匣子”，该“黑匣子”包括车身所需要的尺寸3）、关键断面输入4）、灯具需要的最小空间输入、脱模角以及安装方向等以上输入既需要数据输入也需要提供纸质签字报告这样才能保证这些输入是严谨的，避免后期不必要地重复设计CAS模型。

重点注意事项：1）、总布置必须牵头，把所有数据要求统一汇总后输入造型部2）、数据之间不能有矛盾；否则题目无解比如：发动机舱需要的最小空间不能与前悬长度相矛盾3）、造型部收到输入，必须第一时间验证，确保题目有解；如果题目无解，立刻反馈，让结构工程师作出解释和更正输入人员配备：结构工程师5-6名、造型总监1名 图5 Y=418mm截面线 图6 Y=705mm截面线3.2.2 确定主辅视图 纵观效果图中的45度视图与前视图，发现45度视图更全面地表达造型特征的相互关系；所以应该以45度视图为主，前视图为辅重点注意事项：不要弄错了主辅视图，否则本末倒置人员配备：效果图工程师1名、CAS工程师1名、造型总监1名3.2.3 识别造型特征及其关系需要与效果图设计师沟通，充分识别效果图造型特征及其关系有以下几点：1、识别效果图的神韵：比例很协调、稳重中有轻盈、粗放中有纤细2、关键造型特征线：从A柱两边的线条分别延伸到引擎盖以及翼子板上，形成凸形弧线与凹形弧线相呼应3、呼应关系： 1）格栅侧边界与引擎盖特征线几乎平行呼应； 2）格栅上倾斜造型特征线与格栅侧边界平行呼应； 3）保险杠倾斜特征线与引擎盖特征线几乎平行呼应； 4）前大灯主体部分的边界近似平行四边形； 5）雾灯侧面与前大灯侧面几乎平行呼应； 6）保险杠的肩膀与侧面防擦条肩膀呼应； 7）中网侧边界与保险杠特征几乎平行呼应。

重点注意事项：1、引擎盖特征线是决定全局的关键；2、保险杠肩膀与倾斜特征形成三面交汇；3、看似平行的边界几乎有微弱的“V”型夹角人员配备：效果图工程师1名、CAS工程师2-3名、造型总监1名3.2.4 分工安排以及介入时间根据造型特征合理分工和确定介入的时间点，是提高效率的推手分工安排如下：1、该CAS模型主工程师介入：因为引擎盖特征线是决定全局的，而且发动机舱的结构硬点已经布置好了，不可改变，所以引擎盖的大面和特征线必须首先建立并且只能一个CAS工程师承担2、CAS模型辅工程师介入：主工程师完成引擎盖的大面、特征线、与保险杠之间分缝线的设计后，辅工程师（1名）可以依此开展保险杠CAS模型建立3、待主工程师确定灯具以及格栅的边界后，辅工程师（2名）可以介入，分别进行格栅以及灯具内部的CAS模型建立4、待中网边界、雾灯边界确定后，可以再介入1名辅工程师设计中网以及雾灯格栅的内部细节重点注意事项：1、引擎盖与保险杠之间的分缝线需要尽快确定2、引擎盖特征线是决定全局的关键，而前大灯的造型好坏对整个CAS造型起重要作用人员配备：效果图工程师1名、CAS工程师3-4名、造型总监1名3.2.5 大面设计及造型特征构建大面设计的合理性会直接影响造型和后面设计的工作量。

造型特征构建的好不好会直接影响该虚拟仿真样机造型的神韵次序如下：1、把透视的效果图导入软件AliasStudio 2009的camera视图中效果图中的有效部分尽量大，这样既保证有效部分都看见，并且造型特征最清晰2、根据总布置的坐标原点的位置和总长总宽总高输入设计一个长方体该长方体的就确定了该车的总体大小，原则上该车的部位不能超出该长方体的面如图7、图8所示3、设置zoom,使该长方体的广角和景深与效果图一致4、设置BookMarks，记录该zoom广角和景深记录与前45度视图对齐的视角为zoom1，如图9所示；记录与前视图对齐的视角为zoom25、构造关键Nurbs曲线和关键Nurbs曲面CAS的关键Nurbs曲线和关键Nurbs曲面与汽车制造过程的关键生产线和关键模块相似CAS设计过程中，构建漂亮的关键Nurbs曲线和关键Nurbs曲面会使整个过程事半功倍，反之，会使整个过程事倍功半见图的Nurbs曲线的曲率此正向CAS设计中，引擎盖上表面和翼子板上表面是关键Nurbs曲面它们的型面以及关系如图10所示 6、确定关键造型特征线。