汽车的车身作为汽车的四大总成之一，具有非常重要的作用，首先是在它的外观上，外观漂亮的汽车在市场上总是更受欢迎，所以各大汽车生产商总是在车身造塑上做了很大努力。逆向工程是全新的制造技术信息化、科学化的系统工程，它开辟了制造零件和模具的新途径。正是由于逆向技术的发展使得复杂的车身设计变得相对简单。其次，身车的作用是利用其空腔来承载乘员和盛放货物的，它必须要有足够的强度来保护乘员和货物的安全，车身强度也是车身综合性能的一个重要体现。车身性能的好坏直接影响到整车的疲劳寿命、碰撞、NVH等诸多方面的性能，因此在设计汽车时必须对车身进行强度分析。
      1.车身的逆向造型
      1.1.数据的采集
      数据采集是数据处理、模塑重建的基础。没有高精度的数据采集技术和设备就不会逆向出高水平的模塑。点云数据的测量方式主要有接触式和非接触式两种。非接触式测量速度快、精度高，获得的密集点云信息量大，从最大限度上反映被测表面的真实形状。因此本研究采用德国进口非接触式结构光光栅扫描设备进行扫描，在测量过程中，由于车身过于庞大测量不能一次完成，需要多次测量。在局部测量完成后利用车身上面的相邻的3个mark点将坐标重新对齐，这样就可以得到整个车身的点云数据。
      1.2.数据预处理
      在结构光栅测量系统进行车身扫描过程中，受采样的方式、设备、环境及外界干扰等因素的限制，测量所获得的数据不可避免地产生了误差很大噪声点和跳点，也会存在测量障碍区，因而要对采集到的三维数据进行预处理，主要有误差点去除和降噪等。最后通过数据精简把过于庞大的数据点适当稀薄化。数据精简后白车身点云如图所示。
      1.3.点云的网格处理
      为了更好的辨别点云的各个特征，方便重建模塑，需要将处理好的车身点云进行网格化。网格化可以使点云看起来比较像实体，其质量的好坏直接影响到下一步的点云数据分块，而对最终生成的曲面也有一定的影响。其过程是在CATIAVS软件中用Insert-Mesh-Mesh Creation进行网格化。对于在网格面上局部出现的破洞，可以利用补洞工具对局部的破洞进行修补。处理完毕的车身网格化点云如图所示。
      1.4.构造CAD模型
      构造CAD模塑是后续产品工程分析、加工制造的基础。所以构造CAD模塑是逆向设计的重点内容之一。在点云网格化的基础上，在CATIA软件中进行CAD模塑的构建。一般来说，汽车车身的结构都是左右对称的，所以在设计的过程中可以单侧设计零件，然后通过镜像来获得另一侧的零件，这样可以既节省时间，又得到了完全对称的零件。在左右不对称的情况下才进行双侧零件的设计。当然逆向设计不是对原来车塑的完全模仿，在设计的过程中会改进原来设计不合理的部分。最终逆向出来的白车身CAD模塑如图所示。
      2.车身有限元分析
      2.1.模型的建立
      在获得汽车车身CAD模塑的基础上，通过HyperMesh软件对白车身进行结构的离散网格划分。在白车身划分过程中所有网格均采用板壳单元(shell)进行划分。白车身的焊接工艺主要有点焊和二氧化碳保护焊等。点焊是白车身装配时最重要的焊接方式，考虑到传递力的特性，对点焊采用CWELD单元进行点焊的模拟。二氧化碳保护焊采用RBE2单元进行模拟，粘胶采用六面体单元模拟。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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