摘要：本文利用 UG 強(qiáng)大的曲面建模功能構(gòu)建汽車車身曲面，并對(duì)建模過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹，體現(xiàn)出該建模方法的先進(jìn)性。 此建模方法為縮短車身設(shè)計(jì)周期、減少車身設(shè)計(jì)積累誤差、降低開發(fā)成本等提供了較好的方法。

車身是汽車各大總成中極為重要的一部分，新車型的開發(fā)首先是新車身的開發(fā)，其開發(fā)周期、制造成本約占整車的 50% 左右。 車身的造型設(shè)計(jì)不但要符合結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料工程學(xué)、人體工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)原理，且要符合人們的審美原理。

隨著 CAD/CAE/CAM 軟件迅速發(fā)展，汽車設(shè)計(jì)邁入了數(shù)字化時(shí)代。 車身的概念設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、 零件的設(shè)計(jì)驗(yàn)證等都可在計(jì)算機(jī)上的虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，這樣大大降低了車身設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，并大幅降低了新車型開發(fā)成本 ［ 1 、 2 ］ 。 本論文采用三維繪圖軟件 Unigraphics NX （簡(jiǎn)稱 UG）來(lái)完成車身的造型設(shè)計(jì)。

1 基于 UG 的汽車車身造型設(shè)計(jì)

1.1 車身造型設(shè)計(jì)思路

車身外形各曲面要求光滑拼接、圓滑過(guò)渡，遵從光順原理，其設(shè)計(jì)、制造工藝水平直接影響汽車的運(yùn)
動(dòng)性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性能 ［ 3 、 4 ］ 。 設(shè)計(jì)思路遵循以下要點(diǎn)：

（ 1 ）先整體后局部

先整體后局部就是先利用 UG 的草圖功能繪制出不同的 2D 和 3D 輪廓和控制曲線，為建面做好基
礎(chǔ)。

（ 2 ）曲面由大到小

所謂由大到小有兩個(gè)意思，即在創(chuàng)建曲面時(shí)，先做出大的面作為基礎(chǔ)曲面， 這些面決定了整個(gè)模型的形狀與基礎(chǔ)， 然后在該基礎(chǔ)上添加或裁減出其他曲面。第二層意思是創(chuàng)建大曲面，比目標(biāo)曲面的形狀要大，方便以后對(duì)曲面進(jìn)行編輯和再創(chuàng)建，確保產(chǎn)品模型尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

（ 3 ）曲面連接光滑

創(chuàng)建曲面時(shí)，盡量減少曲面的數(shù)量，并在曲面連接的地方添加不同的連接約束。 創(chuàng)建光滑過(guò)度銜接的曲面。

（ 4 ）輔助曲線和曲面

以上內(nèi)容都是在曲線和曲面的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的，所以輔助性的曲線和曲面也是很重要的工具。

1.2 基于 UG 軟件的汽車車身實(shí)體建模

1.2.1 繪制主體曲線

繪制主體曲線時(shí)，選擇草圖選項(xiàng)，然后參考邊界對(duì)象，利用草繪工具，繪制出汽車車身的寬度方向輪
廓線， 并在其上創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)作為下面構(gòu)建曲線的參考點(diǎn)。 繪制不同的控制曲面，如圖 1 所示。

1.2.2 添加車身樣條曲線

樣條曲線是產(chǎn)品設(shè)計(jì)必備的曲線， 主要是在完整產(chǎn)品的表面或部件之間添加必要的連接曲線槽，它不僅可以緩沖單調(diào)的整體曲面感， 還可以在部件間給出必要的裝配間隙，便于產(chǎn)品的配套組裝。

1.2.3 創(chuàng)建各個(gè)主體曲面

曲線創(chuàng)建以后需要作出各個(gè)曲面，如車頂曲面、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋曲面等， 有了曲面才能出現(xiàn)比較直觀的模型效果，如圖 2 所示。

1.2.2 添加車身樣條曲線

樣條曲線是產(chǎn)品設(shè)計(jì)必備的曲線， 主要是在完整產(chǎn)品的表面或部件之間添加必要的連接曲線槽，它不僅可以緩沖單調(diào)的整體曲面感， 還可以在部件間給出必要的裝配間隙，便于產(chǎn)品的配套組裝。

1.2.3 創(chuàng)建各個(gè)主體曲面

曲線創(chuàng)建以后需要作出各個(gè)曲面，如車頂曲面、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋曲面等， 有了曲面才能出現(xiàn)比較直觀的模型效果，如圖 2 所示。

1.2.4 后期處理

完成實(shí)體模型后， 可以利用渲染工具對(duì)其進(jìn)行后期處理，達(dá)到自己想要或者要求的效果，使得整個(gè)
車身更真實(shí)、美觀和生動(dòng)，如圖 5 所示。

2 結(jié)論

本文通過(guò)參數(shù)化軟件 UG 的強(qiáng)大自由曲面建模功能完成了汽車車身曲面造型的設(shè)計(jì)。 通過(guò) 3D 建模的一般過(guò)程和汽車車身實(shí)體建模過(guò)程的演示，可以看出利用 UG 軟件不僅使得汽車設(shè)計(jì)更加方便、快捷，整個(gè)操作過(guò)程具有理想的重復(fù)性、開放性與良好的修改性，同時(shí)縮短了設(shè)計(jì)與改進(jìn)周期，降低了設(shè)計(jì)成本，大大提高了車身設(shè)計(jì)效率 ［ 5 ］ ，具有較好的參考價(jià)值。