雙曲率車門玻璃的設計方法技術

本發明專利技術涉及一種雙曲率車門玻璃的設計方法，包括以下幾個步驟：（1）根據雙曲率玻璃和造型面的特征，確定幾何輸入模型；（2）根據輸入模型確定參數化的鼓軸位置；（3）根據局部坐標系和鼓形面的數學方程建立參數化的鼓形面模型；（4）切割鼓形面輪廓，生成鼓形雙曲率玻璃面。本發明專利技術的設計方法改進了傳統環面設計模型，對鼓軸位置的優化以及鼓形雙曲率玻璃的設計具有規范指導作用，同時也有利于提高雙曲率玻璃的擬合精度和運動質量，減少故障率的發生，具有很高的工程實際價值，同時也是提高汽車行業車身開發能力的一大要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種雙曲率車門玻璃，特別是涉及一種鼓形車門玻璃的設計方法。技術背景在汽車工業迅猛發展的今天，車身的流線型和空氣動力學要求越來越高，越來越多的轎車采用了雙曲率側窗，而鼓形雙曲率側窗也已經成為車門玻璃的主要發展方向。在傳統的設計流程中，車門玻璃及其引導系統的設計是一個對工程師個人經驗依賴性很強的工作，在激烈的市場競爭中已經不再適應現代化生產的節奏。而鼓形雙曲率側窗的設計規范已經成為車門結構設計中的難點。雙曲率玻璃橫向和縱向的曲率均大于零，因此稱為雙曲率玻璃，其升降運動形式在立體幾何的分解下可以看成轉動和滑移的合成運動，這種更復雜的運動形式給雙曲面玻璃的設計帶來了更多的挑戰。常見的有圓環面和鼓形面模型。雙曲面玻璃可以看成這兩個模型的截取的一段曲面，其具體的位置和大小由模型的半徑軸距等參數決定。側窗雙曲率玻璃的擬合設計多采用圓環面擬合。但這種方法主要存在兩個問題：擬合出的圓環面與實際玻璃的造型面偏差過大，達不到工程設計精度要求；玻璃運動不穩定，很難滿足空氣動力學要求。采用鼓形面理論能很好的避免這些問題，是雙曲率玻璃的設計符合行業標準。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種基于鼓形面理論的雙曲率車門玻璃的設計方法，從而提高設計效率以及雙曲率玻璃的穩定性和可靠性，減少雙曲率玻璃的故障率。為實現上述目的，本專利技術的技術方案是：一種雙曲率玻璃的設計方法，包括以下幾個步驟：(1)根據雙曲率玻璃和造型面的特征，確定幾何輸入模型；(2)根據輸入模型確定參數化的鼓軸位置；(3)根據局部坐標系和鼓形面的數學方程建立參數化的鼓形面模型；(4)切割鼓形面輪廓，生成鼓形雙曲率玻璃面。所述步驟(1)中，幾何輸入模型包括雙曲率玻璃的邊界點，前后邊界線，上邊界線以及腰線。所述步驟(2)中，參數化的鼓軸位置由鼓軸旋轉的角度以及中點所在位置驅動。所述步驟(3)中，鼓形面的數學方程為：其中：X、Y、Z表示直角坐標系中的變量，a、b、c為任意正常數。所述步驟(4)中，以邊界線為切割線，生成參數化的玻璃面。本專利技術的有益效果是：本專利技術實施的雙曲率車門玻璃設計方法改進了傳統環面設計模型，對鼓軸位置的優化以及鼓形雙曲率玻璃的設計具有規范指導作用，同時也有利于提高雙曲率玻璃的擬合精度和運動質量，減少故障率的發生，具有很高的工程實際價值，同時也是提高汽車行業車身開發能力的一大要求。附圖說明圖1是本專利技術的輸入模型圖；圖2是本專利技術中局部坐標系1示意圖；圖3是本專利技術中設計的參數化鼓軸位置圖；圖4是本專利技術中局部坐標系2示意圖；圖5是本專利技術中的鼓形面數學方程模型；圖6是本專利技術中切割后的側窗面示意圖；具體實施方式下面根據附圖具體說明本專利技術的具體實施方式。下圖描述的步驟是示例性的，目的在于解釋本專利技術，而不能限制本專利技術的理解。本專利技術的基于鼓形面理論的雙曲率車門玻璃的設計方法，包括以下幾個步
驟：(1)根據雙曲率玻璃和造型面的特征，確定幾何輸入模型；(2)根據輸入模型確定參數化的鼓軸位置；(3)根據局部坐標系和鼓形面的數學方程建立參數化的鼓形面模型；(4)切割鼓形面輪廓，生成鼓形雙曲率玻璃面。所述步驟(1)中，幾何輸入模型包括雙曲率玻璃的邊界點，前后邊界線，上邊界線以及腰線。所述步驟(2)中，參數化的鼓軸位置由鼓軸旋轉的角度以及中點所在位置驅動。所述步驟(3)中，鼓形面的數學方程為：其中：X、Y、Z表示直角坐標系中的變量，a、b、c為任意正常數。所述步驟(4)中，以邊界線為切割線，生成參數化的玻璃面。實施例：根據某車型的前側窗玻璃模型，結合雙曲率玻璃面的實際擬合跟運動規律，確定了如圖1的輸入模型：點A、點G分別為前后邊界線與上邊界線的交點，點C、點E分別為前后邊界線與腰線的交點，點B為AC的中點，點F為EG的中點，點D為CE的中點，點H為AG在豎直方向的中點，點K為FB在豎直方向的中點。根據鼓形面的造型理論，首先確立鼓軸線的位置：作出經過EFG三點的圓弧線，并取其圓心O1，過O1作出圓弧1的軸線L1，連接O1F，以O1為原點，L1為X軸，O1F為Y軸建立一個局部坐標系CSYS1，如圖2。在坐標系CSYS1下，將軸線L1繞Y軸旋轉一個角度A1，再將其繞Z軸旋轉一個角度A2，初始值均設為1°。得出一個參數化的軸線L2，L2為鼓軸線位置，方向由A1、A2驅動，如圖3。將點F向軸線L2投影得到點O2，連接O2F，以軸線L1為X軸方向，O2F為Y軸方向建立局部坐標軸CSYS2，如圖4。以O2為原點，CSYS2為坐標系創建一個鼓形面方程的鼓形面，L2方向為方程的X軸方向，b＝O2F，如圖5。通過上述參數化模型的建立，鼓形雙曲率玻璃的擬合可以看成完全參數化的優化問題，即通過A1、A2參數優化出最優的鼓軸位置，通過a b c的變化優化出與原汽車造型A面偏差最小的雙曲率玻璃面。在鼓形面中切割出側窗玻璃面，如圖6。在本專利技術的描述中，需要理解的是，“取點”“投影”“平移”“旋轉”等術語是基于附圖的方位或位置關系，目的在于簡化描述本專利技術的設計規范，而不能理解為特定的位置和步驟。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。盡管上面已經給出本專利技術的具體實施步驟，可以理解的是，上述實施例是帶有示范性質的，不能限制對本專利技術的理解，本領域的普通技術人員在本專利技術的范圍內可以對上述實施例進行替換、變化和修改。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙曲率車門玻璃的設計方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：（1）根據雙曲率玻璃和造型面的特征，確定幾何輸入模型；（2）根據輸入模型確定參數化的鼓軸位置；（3）根據局部坐標系和鼓形面的數學方程建立參數化的鼓形面模型；（4）切割鼓形面輪廓，生成鼓形雙曲率玻璃面。

【技術特征摘要】
1.一種雙曲率車門玻璃的設計方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：（1）根據雙曲率玻璃和造型面的特征，確定幾何輸入模型；（2）根據輸入模型確定參數化的鼓軸位置；（3）根據局部坐標系和鼓形面的數學方程建立參數化的鼓形面模型；（4）切割鼓形面輪廓，生成鼓形雙曲率玻璃面。2.根據權利要求1所述的雙曲率車門玻璃的設計方法，其特征在于：所述步驟（1）中，幾何輸入模型包括雙曲率玻璃的邊界點，前后邊界線，上邊界線以及腰線。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：高大威，馮金芝，鄭松林，黃星星，肖丹，趙禮輝，張楠，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：上海;31