汽車門洞參數化設計

王勝鵬 班正逸 田亮 吳晶晶

摘 要：汽車門洞設計是車門正向設計開發中的重要一環，根據車門系統外造型可行性分析及設計檢查流程，門洞設計是基于車門玻璃面、鉸鏈限位系統、升降系統、門鎖系統、門檻、防撞梁可行性分析的最終體現，是實現車門與車身側圍數據匹配的重要設計手段。本文論述了汽車門洞參數化設計方法，旨在通過構建3D數據模型模板文件，快速分析車門系統外造型可行性，應對多輪次調整的外造型輸入時，能在很大程度上提升設計效率。本文以某車型正向設計開發為例，詳細說明了乘用車門洞的參數化制作過程。

關鍵詞：汽車門洞;斷面;參數化

中圖分類號：U463.834 文獻標識碼：A

0 引言

門洞是側圍上安裝門洞密封條的翻邊結構，它的位置和形狀限制了周邊零部件的邊界。因此，門洞不僅對于車身外飾零件來說是非常重要的設計基礎，對于車身內飾如門板內飾、車頂內飾、柱內飾等來說，也是非常關鍵的輸入條件。門洞參數化設計可以很大程度提升設計效率，尤其在項目初期門洞不斷調整優化時，門洞參數化設計的優勢更為明顯。

1 相關術語定義及可行性分析原理

1.1 相關術語定義

門洞：位于車身側的敞開式入口，供乘客上下車使用。

1.2 參數化設計原理

將影響門洞位置和形狀的因素設定為關鍵參數，以這些關鍵參數作為門洞設計的輸入條件進行門洞3D數據制作。

2 參數化設計過程

參數化設計分為三步：首先是識別影響門洞位置和形狀的因素，并根據這些因素設定參數;其次是基于設定參數建立門洞3D數據制作過程;最后是影響門洞位置和形狀的因素變化時，調整對應因素的參數進行門洞3D數據更新。

2.1 設定參數

Section1：roof斷面;Section2：前門上鉸鏈斷面;Section3：前門限位器斷面;Section4：前門下鉸鏈斷面;Section5：門檻斷面;Section6：前門門鎖斷面;Section7：B柱斷面;Section8：后門上鉸鏈斷面;Section9：后門限位器斷面;Section10：后門下鉸鏈斷面;Section11：后輪眉斷面;Section12：后門鎖斷面;Section13：C柱斷面。

影響前后門門洞的主要因素集中圖示中的13個斷面中，每個斷面都能夠確定門洞位置或限制條件，下面以斷面為例說明：

窗框斷面、膠條斷面一般為成熟斷面，直接沿用，當造型D線位置確定時，將成熟的沿用斷面放在相應的位置，那么門洞止口的也就相應確定。此時ROOF區域的門洞止口就是受D線影響的“常量”參數。

從斷面可以看出，當限位器位置確定后，門洞止口在X、Y向的限制邊界也相應確定。那么就可以設定一個“變量”門洞止口，此“變量”可在一定范圍內調整。

同理可以從Section5、Section6分別得到一個“變量”門洞止口，從Section7得到一個“常量”門洞止口。將以上各區域的門洞止口轉變成3D數據中的線或面，即完成第一步參數設定。

2.2 門洞3D數據制作

以前門為例進行說明：門洞分為窗框區域、限位器區域、門檻區域、門鎖區域。每個區域根據輸入條件進行分段制作，然后將各區域之間順暢的過渡。

窗框區域：根據已定造型及窗框斷面，即可得到“常量”門洞大面。

步驟1：玻璃大面偏移40.2 mm，得到門洞大面（如圖4）;步驟2：粗修門洞大面為尺寸合適（如圖5）。

限位器區域：設定參數點A，由點A生產線L，由線L生產“變量”門洞大面S。

步驟1：通過“坐標”定義點A，點A沿X向拉伸生產直線L（如圖6）;步驟2：通過直線L沿鉸鏈軸線拉伸或拉伸后調整一定角度等生產門洞大面S（如圖7）。

門檻區域、門鎖區域的門洞大面制作原理同限位器區域一致，由最基本的參數點A，生成“變量”面S，將各個區域的門洞大面過渡后結合為整個車門門洞大面。

通過各斷面的邊界條件，在2D草圖中制作門洞的X、Z向邊界，將邊界拉伸后修剪門洞大面即得到最終門洞。

2D草圖：生成門洞邊界 門洞邊界修剪門洞大面得到門洞

2.3 門洞的參數化調整

在生成門洞后，如果出現造型變動、限位器等功能件位置變動時，先前的門洞就有可能是不成立的。若不成立時，根據實際情況調整個別參數，就能夠快速的生成新的滿足要求的門洞。如限位器位置Y向向車內移動后，導致門洞與車門內板間隙不足，這時需要調整點A（X、Y、Z）坐標中的Y坐標來優化門洞滿足間隙需求。

3 結論

門洞參數化設計的本質是選擇合適的參數，編制生產門洞的“程序”。門洞的可行性、感官質量還是取決于設計人員的思路，門洞參數化設計只是能夠快速的將設計思路轉化成3D數據。

參考文獻：

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