基于逆向工程的汽車覆蓋件重建及Fluent仿真分析.pdf

1、在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，車身設(shè)計(jì)是整車開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而車身覆蓋件是車身的重要組成部分，車身市場(chǎng)生命周期短，造型變化快，它關(guān)系到整車的開(kāi)發(fā)成本、周期以及其更新?lián)Q代，是消費(fèi)者比較關(guān)心的一點(diǎn)，對(duì)提高競(jìng)爭(zhēng)力有著重要影響。我國(guó)是汽車產(chǎn)銷大國(guó)，但距離汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)還有較大差距，主要是自主研發(fā)設(shè)計(jì)的能力不足，包括很多方面，車身是其中重要的一個(gè)因素；如果能夠站在巨人的肩膀上進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，對(duì)提高自主創(chuàng)新能力，進(jìn)行高效率低成本的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和制造汽車外覆蓋件有

2、著關(guān)鍵的意義和作用。
　　逆向工程技術(shù)是實(shí)物的數(shù)字化技術(shù)，包括了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分塊和曲面重構(gòu)等環(huán)節(jié)，是一種快速、優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。計(jì)算流體力學(xué)又稱數(shù)值模擬，近年來(lái)隨計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。該方法也具有所用時(shí)間短、成本少、不需實(shí)車模型等特點(diǎn)，在汽車新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)方面都有著積極作用，對(duì)激發(fā)研發(fā)人員的創(chuàng)造性思維及先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念有著重要意義。本文將逆向工程與數(shù)值模擬結(jié)合起來(lái)，能顯著的縮短車身覆蓋件的

3、開(kāi)發(fā)周期，降低研發(fā)成本，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，對(duì)車企及其他制造業(yè)有一定的工程意義和實(shí)用價(jià)值。具體工作包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　（1）逆向工程理論的介紹，根據(jù)理論進(jìn)行實(shí)踐，對(duì)標(biāo)定車身使用激光掃描儀獲得點(diǎn)云，經(jīng)過(guò)去除噪聲、多視拼合、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)等過(guò)程得到質(zhì)量較好的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后對(duì)其三角網(wǎng)格化，建立點(diǎn)與點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系，同時(shí)通過(guò)孔洞修補(bǔ)、褶皺不平處打磨等操作得到光滑的三角平面片；
　　（2）提出基于三角平面片抽取車身特征線和邊界線的

4、四邊域曲面重構(gòu)方法，相比其他重構(gòu)手段，這種方法簡(jiǎn)單高效，它不是在龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中求取特征點(diǎn)，而是在網(wǎng)格化后的三角平面上提取特征線，根據(jù)得到的特征線和邊界線，把車身外覆蓋件劃分成幾大曲面塊，分別進(jìn)行曲面重構(gòu)得到整個(gè)車身覆蓋件。
　　（3）簡(jiǎn)要說(shuō)明空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論知識(shí)，按照一般仿真過(guò)程，使用Hypermesh劃分面網(wǎng)格，運(yùn)用ICEM在面網(wǎng)格的基礎(chǔ)上劃分體網(wǎng)格，從而建立了四面體網(wǎng)格和三棱柱網(wǎng)格混合使用的有限元模型，并在車身附近區(qū)域進(jìn)行

5、網(wǎng)格加密處理。
　?。?）使用FLUENT數(shù)值模擬，選用Realizable k-湍流模型，二階迎風(fēng)離散格式，SIMPLE算法求解壓力-速度耦合，得到車身對(duì)稱面速度矢量分布圖、速率分布圖和車身對(duì)稱面壓力分布圖及車身表面靜壓分布圖等，較好的模擬了汽車的外流場(chǎng)。
　　（5）根據(jù)云圖及數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，為汽車車身設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)的建議，根據(jù)建議提出增加擾流板來(lái)減少氣動(dòng)阻力，并對(duì)改進(jìn)后的模型進(jìn)行仿真，得到在攻角=10°時(shí)效果較好，說(shuō)