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[技巧文章] A级曲面全面介绍

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发表于 2009-6-5 07:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
在整个汽车开发的流程中,有一工程段称为 Class A Engineering,重点是在确定曲面的质量可以符合A级曲面的要求。
. S3 x1 E0 {2 h( Q7 r! S5 }所谓A级曲面的定义,是必须满足相邻曲面间之间隙在 0.005mm 以下(有些汽车厂甚至要求到 0.001mm),切率改变 ( tangency Change ) 在0.16度以下,曲率改变 (curvature change) 在0.005 度以下,符合这样的标准才能确保钣件的环境反射不会有问题。 " c& x6 G) Q0 G" M' P6 g  `
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a-class包括多方面评测标准,比如说反射是不是好看、顺眼等等。当然,G2可以说是一个基本要求,因为g2以上才有光顺的反射效果。但是,即使G3了,也未必是a-class,也就是说有时虽然连续,但是面之间出现褶皱,此时就不是a-class 通俗一点说,class-A就必须是G2以上连接。G3连续的面不一定是CLASS-A曲面。
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汽车业界对于a class要求也有不同的标准,GM要求比TOYOTA ,BMW等等要低一些,也就是说gap和angle要求要松一些。 ; R3 {/ Q2 ?% O+ s( i
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关于A-class surfaces,涉及曲面的类型的二个基本观点是位置和质量。
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位置——所有消费者可见的表面按A-Surface考虑。汽车的console(副仪表台)属于A-surf,内部结构件则是B-surf。 3 I- B# H+ v- }# I9 t6 W. g

- l, ?* ^" f5 e4 u" j质量——涉及曲面拓扑关系、位置、切线、曲面边界处的曲率和曲面内部的patch结构。 8 a" h  u) K* C5 b

) l, _$ ?+ W" K  E$ v2 O有一些意见认为“点连续”是C类,切线连续是B类,曲率连续是A类。而我想更加适当地定义为C0、C1和C2,对应于B样条曲线方程和它的1阶导数(相切=C1)和它2阶导数(曲率=C2)。
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因此一个A-surf有可能是曲率不连续的,如果那是设计的意图,甚至有可能切线不连续,如果设计意图是一处折痕或锐边,(而通常注塑或冲压不能有锐边,因此A-suuf一定是切线连续(C1)的)。
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第二种思想以汽车公司和白车身制造方面的经验为基础,做出对A-surf更深刻的理解。他们按独立分类做出了同样的定义。 2 }$ Z' B, z6 h, L* x

0 j1 f. M+ k7 R4 l* X7 O物理定义:A-surf是那些在各自的边界上保持曲率连续的曲面。
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9 b' [2 U$ l1 D3 }' ]曲率连续意味着在任何曲面上的任一"点"中沿着边界有同样的曲率半径。 - {0 k4 d0 N/ U# [/ J/ b

6 w  T; |  U# t6 q5 R曲面是挺难做到这一点的切向连续仅是方向的连续而没有半径连续,比如说倒角。 7 _  a: J# z- R

* s) U: l  Z+ d$ m& l6 G点连续仅仅保证没有缝隙,完全接触。 - L, b* R  r% l$ z& i) C# F+ q( a
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事实上,切连续的点连续能满足大部分基础工业(航空和航天、造船业、BIW等)。基于这些应用,通常并无曲率连续的需要。
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A-surf首先用于汽车,并在消费类产品中渐增(牙刷,Palm,手机,洗机机、卫生设备等)。
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它也是美学的需要。
. g5 g5 @# W3 Z2 ]% p% h8 b+ E*点连续(也称为G0连续)在每个表面上生产一次反射,反射线成间断分布。
5 j& n1 C& h% {  e. D4 Z*切线连续(也称为G1连续)将生产一次完整的表面反射,反射线连续但呈扭曲状。
' |2 H8 O9 D$ k; w4 ?*曲率连续(也称为G2连续的,Alias可以做到G3!)将生产横过所有边界的完整的和光滑的反射线。 在老的汽车业有这样一种分类法:A面,车身外表面,白车身;B面,不重要表面,比如内饰表面;C面,不可见表面。这其实就是A级曲面的基础。
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; E$ s# \1 I. e! }+ t' E- @但是现在随着美学和舒适性的要求日益提高,对汽车内饰件也提到了A-Class的要求。因而分类随之简化,A面,可见(甚至是可触摸)表面;B面,不可见表面。! N! J4 w. i2 k/ V8 O' }

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