工程领域中的概念设计及创新

视化编辑，多组件装配，二维视图自动生成，尤其是伴随最新UG V14.0版本推出的全新概念设计WAVE（What-if Alternative Value Engineering）可使不同部门的工程师在设计的早期阶段，站在系统工程的角度，同时针对多种可供选择的方案进行评估，通过将设计意图组织到一个“控件结构”中去，使工程师十分有效地控制设计变更，而且所发生的变更会自动地传递到上级设计中去。 

这里以创建流线型机车车身外型为例，具体步骤如下： 

（1）       根据前节所述模线的来源，本例参考法国TGV和德国ACE机车外型模板，并加以个性化修改。所选定的23条模型基线见于图1。  


                      外形模型基线                         向等值半径线云图      

    以这一组模线为基础，采用UG的Free Form Feature / Through Curve来创建曲面；采用Info/   Analysis / Face Curvature功能来观察和分析该曲面的光顺性，图2即为车身外型曲面及顶面法向半径等值线云图。   


在构造模线的原始数据中可能有“瑕点”，或者仅凭“感觉”进行判断，创建的曲面不一定能完全满足C2连续的条件和光顺性的要求,可以通过光顺处理予以满足。图3是对其中一条模线进行光顺处理的过程。值得重视的是：获得一组光顺的模线是生成光顺曲面的必要条件。   


采用光顺后的模线重新构造车身外型曲面。采用UG/Photo功能并指定材质，可进行着色、光照、渲染，以得到更为逼真的三维造型图。见图4。 

                   图4 机车车身三维造型          图5 机车车身二维投影图 

    （5） 对机车车身裙部和头部下端，可采用Feature / Curve / Mesh功能分片进行创建。这里充分体现出UG软件对角域曲面的三维造型能力。 

   

 （6） 机车车身三维造型基本实现之后，还可进一步作局部修改，由于UG软件的“相关”（Associative）能力, 这里进行的修改将影响到它所关联的所有设计过程。 

（7） 三维造型细节设计完成之后，其各方向二维视图可由应用软件自动生成，设计人员不必再做重复工作。图5即为该机车车身外型的二维侧视图。 

参  考  文  献 

[1]  齐从谦.汽车覆盖件具CAD/CAM中的曲面特征造型及特征识别.中国机械工程:15~18 

[2]  熊鸣镝.三维设计将CAD应用引向深入.机电一体化.1997.(5):5~7 

[3]  贡剑鸣.汽车车身UG设计初探.EDS UG中国用户年会论文集:25~28 

[4]  施法中.计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条.北京航空航天大学出版社.1994   

《工程领域中的概念设计及创新(第4页)》