汽車門洞參數(shù)化設(shè)計(jì)

王勝鵬 班正逸 田亮 吳晶晶

摘 要：汽車門洞設(shè)計(jì)是車門正向設(shè)計(jì)開發(fā)中的重要一環(huán)，根據(jù)車門系統(tǒng)外造型可行性分析及設(shè)計(jì)檢查流程，門洞設(shè)計(jì)是基于車門玻璃面、鉸鏈限位系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、門鎖系統(tǒng)、門檻、防撞梁可行性分析的最終體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)車門與車身側(cè)圍數(shù)據(jù)匹配的重要設(shè)計(jì)手段。本文論述了汽車門洞參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，旨在通過構(gòu)建3D數(shù)據(jù)模型模板文件，快速分析車門系統(tǒng)外造型可行性，應(yīng)對多輪次調(diào)整的外造型輸入時，能在很大程度上提升設(shè)計(jì)效率。本文以某車型正向設(shè)計(jì)開發(fā)為例，詳細(xì)說明了乘用車門洞的參數(shù)化制作過程。

關(guān)鍵詞：汽車門洞;斷面;參數(shù)化

中圖分類號：U463.834 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

門洞是側(cè)圍上安裝門洞密封條的翻邊結(jié)構(gòu)，它的位置和形狀限制了周邊零部件的邊界。因此，門洞不僅對于車身外飾零件來說是非常重要的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，對于車身內(nèi)飾如門板內(nèi)飾、車頂內(nèi)飾、柱內(nèi)飾等來說，也是非常關(guān)鍵的輸入條件。門洞參數(shù)化設(shè)計(jì)可以很大程度提升設(shè)計(jì)效率，尤其在項(xiàng)目初期門洞不斷調(diào)整優(yōu)化時，門洞參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢更為明顯。

1 相關(guān)術(shù)語定義及可行性分析原理

1.1 相關(guān)術(shù)語定義

門洞：位于車身側(cè)的敞開式入口，供乘客上下車使用。

1.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)原理

將影響門洞位置和形狀的因素設(shè)定為關(guān)鍵參數(shù)，以這些關(guān)鍵參數(shù)作為門洞設(shè)計(jì)的輸入條件進(jìn)行門洞3D數(shù)據(jù)制作。

2 參數(shù)化設(shè)計(jì)過程

參數(shù)化設(shè)計(jì)分為三步：首先是識別影響門洞位置和形狀的因素，并根據(jù)這些因素設(shè)定參數(shù);其次是基于設(shè)定參數(shù)建立門洞3D數(shù)據(jù)制作過程;最后是影響門洞位置和形狀的因素變化時，調(diào)整對應(yīng)因素的參數(shù)進(jìn)行門洞3D數(shù)據(jù)更新。

2.1 設(shè)定參數(shù)

Section1：roof斷面;Section2：前門上鉸鏈斷面;Section3：前門限位器斷面;Section4：前門下鉸鏈斷面;Section5：門檻斷面;Section6：前門門鎖斷面;Section7：B柱斷面;Section8：后門上鉸鏈斷面;Section9：后門限位器斷面;Section10：后門下鉸鏈斷面;Section11：后輪眉斷面;Section12：后門鎖斷面;Section13：C柱斷面。

影響前后門門洞的主要因素集中圖示中的13個斷面中，每個斷面都能夠確定門洞位置或限制條件，下面以斷面為例說明：

窗框斷面、膠條斷面一般為成熟斷面，直接沿用，當(dāng)造型D線位置確定時，將成熟的沿用斷面放在相應(yīng)的位置，那么門洞止口的也就相應(yīng)確定。此時ROOF區(qū)域的門洞止口就是受D線影響的“常量”參數(shù)。

從斷面可以看出，當(dāng)限位器位置確定后，門洞止口在X、Y向的限制邊界也相應(yīng)確定。那么就可以設(shè)定一個“變量”門洞止口，此“變量”可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。

同理可以從Section5、Section6分別得到一個“變量”門洞止口，從Section7得到一個“常量”門洞止口。將以上各區(qū)域的門洞止口轉(zhuǎn)變成3D數(shù)據(jù)中的線或面，即完成第一步參數(shù)設(shè)定。

2.2 門洞3D數(shù)據(jù)制作

以前門為例進(jìn)行說明：門洞分為窗框區(qū)域、限位器區(qū)域、門檻區(qū)域、門鎖區(qū)域。每個區(qū)域根據(jù)輸入條件進(jìn)行分段制作，然后將各區(qū)域之間順暢的過渡。

窗框區(qū)域：根據(jù)已定造型及窗框斷面，即可得到“常量”門洞大面。

步驟1：玻璃大面偏移40.2 mm，得到門洞大面（如圖4）;步驟2：粗修門洞大面為尺寸合適（如圖5）。

限位器區(qū)域：設(shè)定參數(shù)點(diǎn)A，由點(diǎn)A生產(chǎn)線L，由線L生產(chǎn)“變量”門洞大面S。

步驟1：通過“坐標(biāo)”定義點(diǎn)A，點(diǎn)A沿X向拉伸生產(chǎn)直線L（如圖6）;步驟2：通過直線L沿鉸鏈軸線拉伸或拉伸后調(diào)整一定角度等生產(chǎn)門洞大面S（如圖7）。

門檻區(qū)域、門鎖區(qū)域的門洞大面制作原理同限位器區(qū)域一致，由最基本的參數(shù)點(diǎn)A，生成“變量”面S，將各個區(qū)域的門洞大面過渡后結(jié)合為整個車門門洞大面。

通過各斷面的邊界條件，在2D草圖中制作門洞的X、Z向邊界，將邊界拉伸后修剪門洞大面即得到最終門洞。

2D草圖：生成門洞邊界 門洞邊界修剪門洞大面得到門洞

2.3 門洞的參數(shù)化調(diào)整

在生成門洞后，如果出現(xiàn)造型變動、限位器等功能件位置變動時，先前的門洞就有可能是不成立的。若不成立時，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整個別參數(shù)，就能夠快速的生成新的滿足要求的門洞。如限位器位置Y向向車內(nèi)移動后，導(dǎo)致門洞與車門內(nèi)板間隙不足，這時需要調(diào)整點(diǎn)A（X、Y、Z）坐標(biāo)中的Y坐標(biāo)來優(yōu)化門洞滿足間隙需求。

3 結(jié)論

門洞參數(shù)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)是選擇合適的參數(shù)，編制生產(chǎn)門洞的“程序”。門洞的可行性、感官質(zhì)量還是取決于設(shè)計(jì)人員的思路，門洞參數(shù)化設(shè)計(jì)只是能夠快速的將設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)化成3D數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]尤春風(fēng).CATIA V5高級應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.1.

[2]余志生.汽車?yán)碚摚旱?版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10.

[3]班正逸，劉美麗，徐亞楠.車門水路流向及密封設(shè)計(jì)的探討[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2015（11）：1-2.