隨著摩托車產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的進(jìn)程，曲面三維CAD模型設(shè)計(jì)成為摩托車CAD建模技術(shù)的關(guān)鍵，本文通過一款騎式摩托車油箱的建模過程，分析了復(fù)雜曲面的建模規(guī)律。
隨著摩托車產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的進(jìn)程，建立摩托車產(chǎn)品的CAD模型成為摩托車新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。其中，復(fù)雜曲面的CAD建模是摩托車建模的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以一款全新設(shè)計(jì)的摩托車油箱為例，探求摩托車曲面建模的規(guī)律。
一、 騎式摩托車油箱結(jié)構(gòu)
騎式摩托車油箱在滿足儲存燃油功能的同時，一直是整車造型設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，對其表面質(zhì)量、外觀形狀有著很高的要求。油箱的主要結(jié)構(gòu)由油箱體、油箱蓋、油位傳感器、燃油開關(guān)組成。其中，油箱體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，油箱上體、油箱下體的3D建模是油箱建模的主要內(nèi)容。
圖1 油箱體結(jié)構(gòu)
二、 油箱上體3D建模
油箱上體的數(shù)據(jù)來源于油泥模型。利用Atos測量油箱得到大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)點(diǎn)的排列不隱含任何的數(shù)據(jù)組織形式，并且還有許多背景雜點(diǎn)，需要利用Surfacer軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，主要包括數(shù)據(jù)稀疏、分層放置、截面處理、去除噪聲點(diǎn)等過程。圖2所示為經(jīng)過Surfacer處理后，導(dǎo)入UG軟件的摩托車油箱的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
圖2 油箱點(diǎn)云數(shù)據(jù)
由于UG軟件基于NURBS技術(shù)進(jìn)行曲面造型，因此，對于油箱的復(fù)雜曲面需要采用分塊重建，構(gòu)造滿足G1連續(xù)的過渡曲面的方法。如何對復(fù)雜曲面合理的分塊，判斷曲面的連續(xù)邊界是造型的關(guān)鍵，經(jīng)常需要多次的嘗試、調(diào)整才能完成。
1．曲面分塊
在摩托車油箱造型過程中，經(jīng)常要先設(shè)計(jì)主要型面，型面之間的交線構(gòu)成造型特征線，它是外觀設(shè)計(jì)重點(diǎn)處理的部位。然后對交線進(jìn)行倒角處理，形成光滑的曲面。因此，對復(fù)雜表面分塊，規(guī)劃曲面重建過程，就是對油泥模型造型過程的一個追溯。對復(fù)雜表面進(jìn)行面片的劃分時，關(guān)鍵是抓住特征，同時要均衡考慮兩個因素：一方面，單個曲面盡量簡單，以利于模型的構(gòu)建；同時，總的曲面數(shù)量在能夠反映特征的前提下要盡量少，以避免所構(gòu)建的模型表面過于瑣碎。
在圖3所示油箱曲面主型面和特征線中，曲面A~L是主型面，除特征線L1~L5外，其余特征線均可直接進(jìn)行倒角連接。L1~L5所表達(dá)的正是摩托車在造型過程中用的越來越多的曲面倒角逐漸消失的手法，使得曲面A、B、C、D之間沒有明顯的過渡曲面，是整個曲面重建的難點(diǎn)。
