汽车门洞参数化设计

2021-11-06王胜鹏班正逸田亮吴晶晶

交通科技与管理 2021年31期

王胜鹏班正逸田亮吴晶晶

摘要：汽车门洞设计是车门正向设计开发中的重要一环，根据车门系统外造型可行性分析及设计检查流程，门洞设计是基于车门玻璃面、铰链限位系统、升降系统、门锁系统、门槛、防撞梁可行性分析的最终体现，是实现车门与车身侧围数据匹配的重要设计手段。本文论述了汽车门洞参数化设计方法，旨在通过构建3D数据模型模板文件，快速分析车门系统外造型可行性，应对多轮次调整的外造型输入时，能在很大程度上提升设计效率。本文以某车型正向设计开发为例，详细说明了乘用车门洞的参数化制作过程。

关键词：汽车门洞;断面;参数化

中图分类号：U463.834 文献标识码：A

0 引言

门洞是侧围上安装门洞密封条的翻边结构，它的位置和形状限制了周边零部件的边界。因此，门洞不仅对于车身外饰零件来说是非常重要的设计基础，对于车身内饰如门板内饰、车顶内饰、柱内饰等来说，也是非常关键的输入条件。门洞参数化设计可以很大程度提升设计效率，尤其在项目初期门洞不断调整优化时，门洞参数化设计的优势更为明显。

1 相关术语定义及可行性分析原理

1.1 相关术语定义

门洞：位于车身侧的敞开式入口，供乘客上下车使用。

1.2 参数化设计原理

将影响门洞位置和形状的因素设定为关键参数，以这些关键参数作为门洞设计的输入条件进行门洞3D数据制作。

2 参数化設计过程

参数化设计分为三步：首先是识别影响门洞位置和形状的因素，并根据这些因素设定参数;其次是基于设定参数建立门洞3D数据制作过程;最后是影响门洞位置和形状的因素变化时，调整对应因素的参数进行门洞3D数据更新。

2.1 设定参数

Section1：roof断面;Section2：前门上铰链断面;Section3：前门限位器断面;Section4：前门下铰链断面;Section5：门槛断面;Section6：前门门锁断面;Section7：B柱断面;Section8：后门上铰链断面;Section9：后门限位器断面;Section10：后门下铰链断面;Section11：后轮眉断面;Section12：后门锁断面;Section13：C柱断面。

影响前后门门洞的主要因素集中图示中的13个断面中，每个断面都能够确定门洞位置或限制条件，下面以断面为例说明：

窗框断面、胶条断面一般为成熟断面，直接沿用，当造型D线位置确定时，将成熟的沿用断面放在相应的位置，那么门洞止口的也就相应确定。此时ROOF区域的门洞止口就是受D线影响的“常量”参数。

从断面可以看出，当限位器位置确定后，门洞止口在X、Y向的限制边界也相应确定。那么就可以设定一个“变量”门洞止口，此“变量”可在一定范围内调整。

同理可以从Section5、Section6分别得到一个“变量”门洞止口，从Section7得到一个“常量”门洞止口。将以上各区域的门洞止口转变成3D数据中的线或面，即完成第一步参数设定。

2.2 门洞3D数据制作

以前门为例进行说明：门洞分为窗框区域、限位器区域、门槛区域、门锁区域。每个区域根据输入条件进行分段制作，然后将各区域之间顺畅的过渡。

窗框区域：根据已定造型及窗框断面，即可得到“常量”门洞大面。

步骤1：玻璃大面偏移40.2 mm，得到门洞大面（如图4）;步骤2：粗修门洞大面为尺寸合适（如图5）。

限位器区域：设定参数点A，由点A生产线L，由线L生产“变量”门洞大面S。

步骤1：通过“坐标”定义点A，点A沿X向拉伸生产直线L（如图6）;步骤2：通过直线L沿铰链轴线拉伸或拉伸后调整一定角度等生产门洞大面S（如图7）。

门槛区域、门锁区域的门洞大面制作原理同限位器区域一致，由最基本的参数点A，生成“变量”面S，将各个区域的门洞大面过渡后结合为整个车门门洞大面。

通过各断面的边界条件，在2D草图中制作门洞的X、Z向边界，将边界拉伸后修剪门洞大面即得到最终门洞。