摘要：本文利用 UG 強大的曲面建模功能構建汽車(chē)車(chē)身曲面，并對建模過(guò)程進(jìn)行詳細介紹，體現出該建模方法的先進(jìn)性。 此建模方法為縮短車(chē)身設計周期、減少車(chē)身設計積累誤差、降低開(kāi)發(fā)成本等提供了較好的方法。

車(chē)身是汽車(chē)各大總成中極為重要的一部分，新車(chē)型的開(kāi)發(fā)首先是新車(chē)身的開(kāi)發(fā)，其開(kāi)發(fā)周期、制造成本約占整車(chē)的 50% 左右。 車(chē)身的造型設計不但要符合結構力學(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(zhù) CAD/CAE/CAM 軟件迅速發(fā)展，汽車(chē)設計邁入了數字化時(shí)代。 車(chē)身的概念設計、零件設計、模具設計、 零件的設計驗證等都可在計算機上的虛擬環(huán)境中實(shí)現，這樣大大降低了車(chē)身設計周期，提高了設計質(zhì)量，并大幅降低了新車(chē)型開(kāi)發(fā)成本 ［ 1 、 2 ］ 。 本論文采用三維繪圖軟件 Unigraphics NX （簡(jiǎn)稱(chēng) UG）來(lái)完成車(chē)身的造型設計。

1 基于 UG 的汽車(chē)車(chē)身造型設計

1.1 車(chē)身造型設計思路

車(chē)身外形各曲面要求光滑拼接、圓滑過(guò)渡，遵從光順原理，其設計、制造工藝水平直接影響汽車(chē)的運
動(dòng)性能和經(jīng)濟、環(huán)保性能 ［ 3 、 4 ］ 。 設計思路遵循以下要點(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(xiàn)，為建面做好基
礎。

（ 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曲面， 這些面決定了整個(gè)模型的形狀與基礎， 然后在該基礎上添加或裁減出其他曲面。第二層意思是創(chuàng )建大曲面，比目標曲面的形狀要大，方便以后對曲面進(jìn)行編輯和再創(chuàng )建，確保產(chǎn)品模型尺寸符合設計要求。

（ 3 ）曲面連接光滑

創(chuàng )建曲面時(shí)，盡量減少曲面的數量，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(xiàn)和曲面

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

1.2 基于 UG 軟件的汽車(chē)車(chē)身實(shí)體建模

1.2.1 繪制主體曲線(xiàn)

繪制主體曲線(xiàn)時(shí)，選擇草圖選項，然后參考邊界對象，利用草繪工具，繪制出汽車(chē)車(chē)身的寬度方向輪
廓線(xiàn)， 并在其上創(chuàng )建基準點(diǎn)作為下面構建曲線(xiàn)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(chē)身樣條曲線(xiàn)

樣條曲線(xiàn)是產(chǎn)品設計必備的曲線(xiàn)， 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(xiàn)槽，它不僅可以緩沖單調的整體曲面感， 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(xiàn)創(chuàng )建以后需要作出各個(gè)曲面，如車(chē)頂曲面、發(fā)動(dòng)機蓋曲面等， 有了曲面才能出現比較直觀(guān)的模型效果，如圖 2 所示。

1.2.2 添加車(chē)身樣條曲線(xiàn)

樣條曲線(xiàn)是產(chǎn)品設計必備的曲線(xiàn)， 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(xiàn)槽，它不僅可以緩沖單調的整體曲面感， 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(xiàn)創(chuàng )建以后需要作出各個(gè)曲面，如車(chē)頂曲面、發(fā)動(dòng)機蓋曲面等， 有了曲面才能出現比較直觀(guān)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其進(jìn)行后期處理，達到自己想要或者要求的效果，使得整個(gè)
車(chē)身更真實(shí)、美觀(guān)和生動(dòng)，如圖 5 所示。

2 結論

本文通過(guò)參數化軟件 UG 的強大自由曲面建模功能完成了汽車(chē)車(chē)身曲面造型的設計。 通過(guò) 3D 建模的一般過(guò)程和汽車(chē)車(chē)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(chē)設計更加方便、快捷，整個(gè)操作過(guò)程具有理想的重復性、開(kāi)放性與良好的修改性，同時(shí)縮短了設計與改進(jìn)周期，降低了設計成本，大大提高了車(chē)身設計效率 ［ 5 ］ ，具有較好的參考價(jià)值。