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顯然滿足上述諸要求的車身外型曲面是相當(dāng)復(fù)雜的，非一般常規(guī)曲面（如柱面、球面、錐面、環(huán)面等）所能表達(dá)。再者，若按常規(guī)設(shè)計(jì)、制造方法和過程來完成如此高要求的設(shè)計(jì)外型，則上述第四項(xiàng)要求更是高不可攀。只有積極謀求技術(shù)進(jìn)步，大力推廣應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)才是解決車身外型改型頻繁、不斷創(chuàng)新且滿足上述各種要求的關(guān)鍵所在。

近十年來，CAD業(yè)界涌現(xiàn)出一批象EDS的UG、PTC的Pro-Engineer、MATRA的EUCLID、IBM的CATIA等等一系列優(yōu)秀的CAD/CAM軟件，為我們提供了一個(gè)極好的開發(fā)工具和環(huán)境。它們的三維實(shí)體建模、參數(shù)建模及復(fù)合（Hybrid）建模技術(shù)，實(shí)體與曲面相結(jié)合的造型方法，以及自由形式特征建模（Free Form Feature Modeling）技術(shù)為我們的設(shè)計(jì)工作提供了強(qiáng)有力的工具。

這里具體地介紹如何使用UG的Free Form Feature等功能，來實(shí)現(xiàn)車身外型的概念設(shè)計(jì)到細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。

UG的Free Form Feature Modeling模塊把實(shí)體建模和表面建模技術(shù)集成為一個(gè)功能十分強(qiáng)大的建模工具組，它支持復(fù)雜自由曲面的造型設(shè)計(jì)。它的復(fù)合建模技術(shù)，自由型面特征建模，可視化編輯，多組件裝配，二維視圖自動(dòng)生成，尤其是伴隨最新UG V14.0版本推出的全新概念設(shè)計(jì)WAVE（What-if Alternative Value Engineering）可使不同部門的工程師在設(shè)計(jì)的早期階段，站在系統(tǒng)工程的角度，同時(shí)針對(duì)多種可供選擇的方案進(jìn)行評(píng)估，通過將設(shè)計(jì)意圖組織到一個(gè)“控件結(jié)構(gòu)”中去，使工程師十分有效地控制設(shè)計(jì)變更，而且所發(fā)生的變更會(huì)自動(dòng)地傳遞到上級(jí)設(shè)計(jì)中去。 免費(fèi)論文下載中心 http://www.hi138.com

這里以創(chuàng)建流線型機(jī)車車身外型為例，具體步驟如下：

（1）　　 根據(jù)前節(jié)所述模線的來源，本例參考法國(guó)TGV和德國(guó)ACE機(jī)車外型模板，并加以個(gè)性化修改。所選定的23條模型基線見于圖1。


　　　　　　　　　　 外形模型基線　　　　　　　　　　　　 向等值半徑線云圖　　

　　以這一組模線為基礎(chǔ)，采用UG的Free Form Feature / Through Curve來創(chuàng)建曲面；采用Info/ Analysis / Face Curvature功能來觀察和分析該曲面的光順性，圖2即為車身外型曲面及頂面法向半徑等值線云圖。


在構(gòu)造模線的原始數(shù)據(jù)中可能有“瑕點(diǎn)”，或者僅憑“感覺”進(jìn)行判斷，創(chuàng)建的曲面不一定能完全滿足C2連續(xù)的條件和光順性的要求，可以通過光順處理予以滿足。圖3是對(duì)其中一條模線進(jìn)行光順處理的過程。值得重視的是：獲得一組光順的模線是生成光順曲面的必要條件。


采用光順后的模線重新構(gòu)造車身外型曲面。采用UG/Photo功能并指定材質(zhì)，可進(jìn)行著色、光照、渲染，以得到更為逼真的三維造型圖。見圖4。

　　　　　　　　 圖4 機(jī)車車身三維造型　　　　 圖5 機(jī)車車身二維投影圖

　　（5） 對(duì)機(jī)車車身裙部和頭部下端，可采用Feature / Curve / Mesh功能分片進(jìn)行創(chuàng)建。這里充分體現(xiàn)出UG軟件對(duì)角域曲面的三維造型能力。

　　（6） 機(jī)車車身三維造型基本實(shí)現(xiàn)之后，還可進(jìn)一步作局部修改，由于UG軟件的“相關(guān)”（Associative）能力， 這里進(jìn)行的修改將影響到它所關(guān)聯(lián)的所有設(shè)計(jì)過程。

（7） 三維造型細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成之后，其各方向二維視圖可由應(yīng)用軟件自動(dòng)生成，設(shè)計(jì)人員不必再做重復(fù)工作。圖5即為該機(jī)車車身外型的二維側(cè)視圖。