一种基于整体及局部约束的截面线构造方法与流程

1.本发明涉及汽车覆盖件截面线构造领域，更具体地，涉及一种基于整体及局部约束的截面线构造方法。


背景技术：

2.汽车覆盖件工艺补充面形状复杂、尺寸较大，作为冲压工艺设计的重要组成部分，对于汽车覆盖件的工艺设计质量和效率有着重要影响。在实际工艺补充面设计过程中，需要根据复杂的产品形状和变形特点，插入若干条各种各样的截面线，来控制补充曲面的形状，从而达到材料充分且均匀变形的目的。
3.由于汽车覆盖件产品型面复杂和成形质量要求较高，合理设计不同位置的截面线是一个复杂的过程，需要考虑多方面因素，即使是经验丰富的设计人员往往需要反复修改设计结果，设计效率低下。另外，随着所需截面线形状不断复杂，截面线的编辑会变得异常困难，从而进一步降低设计效率。因此，当前汽车行业亟需一种高效灵活的参数化汽车覆盖件工艺补充面截面线构造方法。
4.在现有的截面线设计方法中，虽然已采用直线和圆弧的组合来参数化表示复杂的截面线。但是，几何元素之间约束管理混乱，导致设计人员调整截面线异常困难，效率低下。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于整体及局部约束的截面线构造方法，包括：
6.获取目标位置的整体约束，所述整体约束包括起点p1、起点切向t1、终点p2和终点切向t2，根据起点p1和终点p2确定截面线的总宽度w’和总高度h’；
7.基于截面线的总宽度w’和总高度h’，计算截面线的各个分区的尺寸参数，所述尺寸参数包括各个分区的宽度和高度；
8.基于各个分区的宽度和高度，计算各个分区的几何形状，构造截面线；
9.若计算各个分区的几何形状失败，则调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线。
10.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
11.可选的，所述截面线的各个分区包括产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb，所述基于截面线的总宽度w’和总高度h’，计算截面线的各个分区的尺寸参数，包括：
12.基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’以及模板截面线的各个分区模板的宽度和高度，按照设定的参数比例分配目标位置截面线每一个分区的宽度和高度；
13.或者，基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’，保持产品附加区pa和凸筋区pb的宽度和高度不变，调整凹筋区nb的宽度和高度。
14.可选的，所述基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’以及模板截面线的各个分区模板的宽度和高度，按照设定的参数比例分配目标位置截面线每一个分区的宽度和高
度，包括：
15.假设模板截面线的参数包括总宽度为w，总高度为h，分区模板pa的宽度为w
pa
，分区模板pa的高度为h
pa
，分区模板nb的宽度为w
nb
，高度为h
nb
，分区模板pb的宽度为w
pb
，高度为h
pb
，目标位置截面线参数包括总宽度w’，总高度h’；
16.计算目标位置截面线的宽度比rw=w’/w，高度比rh=h’/h；
17.根据目标位置截面线的宽度比和高度比，计算目标位置截面线各个分区的宽度和高度，其中，分区pa的宽度为w
pa’=w
pa
*rw，分区nb的宽度为w
nb’=w
nb
*rw，分区pb的宽度为w
pb’=w
pb
*rw，分区pa的高度为h
pa’=h
pa
*rh，分区nb的高度为h
nb’=h
nb
*rh，分区pb的高度为h
pb’=h
pb
*rh。
18.可选的，所述基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’，保持产品附加区pa和凸筋区pb的宽度和高度不变，调整凹筋区nb的宽度和高度，包括：
19.假设模板截面线的参数包括总宽度为w，总高度为h，分区模板pa的宽度为w
pa
，分区模板pa的高度为h
pa
，分区模板nb的宽度为w
nb
，高度为h
nb
，分区模板pb的宽度为w
pb
，高度为h
pb
，目标位置截面线参数包括总宽度w’，总高度h’；
20.计算目标位置截面线的各个分区的宽度和高度，其中，分区pa的宽度为w
pa’=w
pa
，分区nb的宽度为w
nb’=w-w
pa-w
nb
，分区pb的宽度为w
pb’=w
pb
，分区pa的高度为h
pa’=h
pa
，分区nb的高度为h
nb’=h
nb
，分区pb的高度为h
pb’=h
pb
。
21.可选的，所述基于各个分区的宽度和高度，计算各个分区的几何形状，包括：
22.根据产品附加区pa的高度和宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，即可计算出产品附加区pa中附加边缘圆角、附加边缘线段、附加法兰圆角和附加法兰线段的位置，其中，附加法兰线段的终点和方向将作为凹筋区nb的起点约束；
23.根据凸筋区pb的高度和宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，计算出凸筋区pb中凸筋顶部线段、凸模圆角、侧壁线段和凹模圆角的位置，其中，凸筋顶部线段的起点和方向将作为凹筋区nb的终点约束；
24.根据所述凹筋区nb的起点约束和终点约束，计算凹筋区nb的实际宽度，根据凹筋区nb的高度和实际宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，计算出凹筋区nb中产品圆角、凹筋左侧线段、凹筋左侧圆角、凹筋底部线段筋、凹筋右侧圆角、凹筋右侧线段的位置；
25.其中，目标位置截面线包括直线段和圆弧段，相邻圆弧段之间基于直线段衔接。
26.可选的，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：
27.分别调整产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb的宽度和高度，重新计算产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb的几何形状；
28.调整各个分区的几何形状中各条直线段的角度和各个圆弧段的半径。
29.可选的，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：
30.先调整各个分区的高度和宽度，再调整各个分区中各条直线段的角度和各个圆弧段的半径。
31.可选的，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：
32.以凹筋区nb、凸筋区pb、产品附加区pa的顺序进行各个分区的尺寸参数和几何形状参数的调整。
33.本发明提供的一种基于整体及局部约束的截面线构造方法，根据汽车覆盖件的截面线的整体约束和局部约束，调整截面线的各个分区的参数，可以灵活组合各个分区模板，表达能力和扩展性强，各个分区尺寸的定义方式符合汽车覆盖件工艺需求，便于快速调整。
附图说明
34.图1为本发明提供的一种基于整体及局部约束的截面线构造方法流程图；
35.图2为汽车覆盖件的截面线的整体约束示意图；
36.图3为产品附加区的示意图；
37.图4为凸筋区的示意图；
38.图5为凹筋区示意图；
39.图6为组合成的截面线的示意图；
40.图7为产品附加区的第一种尺寸定义方式示意图；
41.图8为产品附加区的第二种尺寸定义方式示意图;
42.图9为产品附加区的第三种尺寸定义方式示意图。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
44.图1为本发明提供的一种基于整体及局部约束的截面线构造方法流程图，如图1所示，方法包括：
45.步骤1，获取目标位置的整体约束，所述整体约束包括起点p1、起点切向t1、终点p2和终点切向t2，根据起点p1和终点p2确定截面线的总宽度w’和总高度h’。
46.可理解的是，汽车覆盖件的截面线的整体约束可参见图2，主要包括截面线的总高度和总宽度，产品面切向和压料面切向。所生成的截面线由直线段和圆弧段组成，截面线在端部需要分别与产品面、压料面保持切向连续，组成截面线的线段之间也需要保持相切连续。
47.根据截面线的整体约束得到截面线的起点p1、起点切向t1、终点p2和终点切向t2，可根据截面线的起点p1和终点p2确定截面线的总宽度w’和总高度h’。
48.步骤2，基于截面线的总宽度w’和总高度h’，计算截面线的各个分区的尺寸参数，所述尺寸参数包括各个分区的宽度和高度。
49.可理解的是，截面线的各个分区包括产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb。其中，分别对产品附加区、凸筋区和凹筋区进行介绍。
50.图3为产品附加区的示意图，图4为凸筋区的示意图，图5为凹筋区示意图，三种分
区可以任意组合成截面线，一种可能的组合成的截面线的示意图可参见图6。
51.可理解的是，在根据目标位置截面线的总高度和总宽度，可以计算出截面线的每一个分区的尺寸参数，主要包括每一个分区的高度和宽度。
52.作为实施例，计算截面线的各个分区的尺寸参数，包括：基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’以及模板截面线的各个分区模板的宽度和高度，按照设定的参数比例分配目标位置截面线每一个分区的宽度和高度；或者，基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’，保持产品附加区pa和凸筋区pb的宽度和高度不变，调整凹筋区nb的宽度和高度。
53.可理解的是，真实计算时，根据设定的分区参数与目标位置尺寸不匹配，比如目标位置的宽度应该约等于各分区的宽度之和，一般情况而这是不相等的，用户很难把握，因此需要确定各分区的大致尺寸，可能会存在不同的规则，按用户设定的参数比例分配每一个分区的高度和宽度；也可以包括产品附加区pa和凸筋区pb的尺寸参数不变，调整凹筋区nb的尺寸参数。
54.作为实施例，所述基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’以及模板截面线的各个分区模板的宽度和高度，按照设定的参数比例分配目标位置截面线每一个分区的宽度和高度，包括：假设模板截面线的参数包括总宽度为w，总高度为h，分区模板pa的宽度为w
pa
，分区模板pa的高度为h
pa
，分区模板nb的宽度为w
nb
，高度为h
nb
，分区模板pb的宽度为w
pb
，高度为h
pb
，目标位置截面线参数包括总宽度w’，总高度h’；计算目标位置截面线的宽度比rw=w’/w，高度比rh=h’/h；根据目标位置截面线的宽度比和高度比，计算目标位置截面线各个分区的宽度和高度，其中，分区pa的宽度为w
pa’=w
pa
*rw，分区nb的宽度为w
nb’=w
nb
*rw，分区pb的宽度为w
pb’=w
pb
*rw，分区pa的高度为h
pa’=h
pa
*rh，分区nb的高度为h
nb’=h
nb
*rh，分区pb的高度为h
pb’=h
pb
*rh。
55.所述基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’，保持产品附加区pa和凸筋区pb的宽度和高度不变，调整凹筋区nb的宽度和高度，包括：假设模板截面线的参数包括总宽度为w，总高度为h，分区模板pa的宽度为w
pa
，分区模板pa的高度为h
pa
，分区模板nb的宽度为w
nb
，高度为h
nb
，分区模板pb的宽度为w
pb
，高度为h
pb
，目标位置截面线参数包括总宽度w’，总高度h’；计算目标位置截面线的各个分区的宽度和高度，其中，分区pa的宽度为w
pa’=w
pa
，分区nb的宽度为w
nb’=w-w
pa-w
nb
，分区pb的宽度为w
pb’=w
pb
，分区pa的高度为h
pa’=h
pa
，分区nb的高度为h
nb’=h
nb
，分区pb的高度为h
pb’=h
pb
。
56.可理解的是，按用户设定的参数比例分配计算目标位置截面线各个分区的尺寸参数，如表1。
57.表1
[0058][0059]
保持产品附加区pa区和凸筋区pb区尺寸不变，调整凹筋区nb参数，如表2。
[0060]
表2
[0061][0062]
步骤3，基于各个分区的宽度和高度，计算各个分区的几何形状。
[0063]
可理解的是，根据步骤2计算出的每一个分区的高度和宽度，计算各个分区的几何形状，构造对应的截面线。
[0064]
具体的，包括：
[0065]
（1）根据产品附加区pa的分区参数，主要包括高度和宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，即可计算出附加边缘圆角、附加边缘线段、附加法兰圆角和附加法兰线段的位置。特别地，附加法兰线段的终点和方向将作为凹筋区nb的起点约束。
[0066]
（2）根据凸筋区pb的分区参数，主要包括高度和宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，即可计算出凸筋顶部线段、凸模圆角、侧壁线段和凹模圆角的位置。特别地，
凸筋顶部线段的起点和方向将作为凹筋区nb的终点约束。
[0067]
（3）根据凹筋区nb的分区参数，主要包括高度和宽度，其中，凹筋区nb的高度和宽度为根据凹筋区nb的起点约束和终点约束计算而来，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，计算出凹筋区nb中产品圆角、凹筋左侧线段、凹筋左侧圆角、凸底部线段筋、凹筋右侧圆角、凹筋右侧线段的位置。
[0068]
步骤4，若计算各个分区几何形状失败，调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线。
[0069]
可理解的是，若步骤3中根据各个分区参数，计算各个分区的几何形状失败，则通过调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：分别调整产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb的宽度和高度，重新计算产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb的几何形状；调整各个分区的几何形状中各条直线段的角度和各个圆弧段的半径。
[0070]
其中，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：先调整各个分区的高度和宽度，再调整各个分区中各条直线段的角度和各个圆弧段的半径。
[0071]
所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：以凹筋区nb、凸筋区pb、产品附加区pa的顺序进行各个分区的尺寸参数和几何形状参数的调整。
[0072]
可理解的是，各个分区的高和宽度为外部参数，外部参数改变后，只对相邻分区的外部参数有影响。比如，产品附加区pa的宽度增大后，只有凹筋区nb的宽度减小。
[0073]
外部参数改变后，本分区内的分段长度变化，角度不变化。分段角度改变后，只在分区内传播。比如附加边缘圆角改变后，附加法兰圆角不变，外部参数不变，改变分段长度。直线段角度和圆弧段半径为本征参数，不随其它参数的改变而改变。
[0074]
在计算截面线时，不合理的分区参数可能导致计算失败，则需要调整分区参数，重新尝试计算。
[0075]
其中，在对分区的参数进行调整的过程中，分区内调整顺序：分区参数（宽度和高度）、线段角度、圆角半径；分区之间调整顺序：凹筋区、凸筋区、产品附加区。
[0076]
另外，在用户对各个分区的参数进行调整时，采用约束规则进行调整。以产品附加区为例，不同的尺寸定义方式，请分别参见图7、图8和图9，采用符合汽车覆盖件工艺需求的第三种定义方式。
[0077]
其中，图7中，以首末点的横坐标差为宽度，以首末点的纵坐标差为高度，其定义方式的特点为：定义简单，首尾点位置与宽度和高度定义一致，h
pa’不能反映产品附加区pa的真实高度；不能兼容区域消失，如果想过渡到消失，只能减小圆角半径为0。图8中，以首末点的横坐标差为宽度，以首点到附加法兰线段的距离为高度。其定义方式的特点为：定义较复杂，首尾点位置与宽度和高度定义不一致；h
pa’能反映产品附加区pa的真实高度；兼容区域消失，h
pa’=0不是最小值。图9中，以首末点的横坐标差为宽度，以附加法兰圆角平行于产品面切向的平行线，以首点到此平行线的距离为高度。其定义方式的特点为：定义复杂；首尾点位置与宽度和高度定义不一致；h
pa’能反映产品附加区pa的真实高度；兼容区域消失，h
pa’=0即是最小值。
[0078]
本发明提供了一种基于整体及局部约束的截面线构造方法，根据汽车覆盖件的截面线的整体约束和局部约束，调整截面线的各个分区的参数，可以灵活组合各个分区模板，表达能力和扩展性强，各个分区尺寸的定义方式符合汽车覆盖件工艺需求，便于快速调整。
[0079]
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0080]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0081]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种基于整体及局部约束的截面线构造方法，其特征在于，包括：获取目标位置的整体约束，所述整体约束包括起点p1、起点切向t1、终点p2和终点切向t2，根据起点p1和终点p2确定截面线的总宽度w’和总高度h’；基于截面线的总宽度w’和总高度h’，计算截面线的各个分区的尺寸参数，所述尺寸参数包括各个分区的宽度和高度；基于各个分区的宽度和高度，计算各个分区的几何形状，构造截面线；若计算各个分区的几何形状失败，则调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线。2.根据权利要求1所述的截面线构造方法，其特征在于，所述截面线的各个分区包括产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb，所述基于截面线的总宽度w’和总高度h’，计算截面线的各个分区的尺寸参数，包括：基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’以及模板截面线的各个分区模板的宽度和高度，按照设定的参数比例分配目标位置截面线每一个分区的宽度和高度；或者，基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’，保持产品附加区pa和凸筋区pb的宽度和高度不变，调整凹筋区nb的宽度和高度。3.根据权利要求2所述的截面线构造方法，其特征在于，所述基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’以及模板截面线的各个分区模板的宽度和高度，按照设定的参数比例分配目标位置截面线每一个分区的宽度和高度，包括：假设模板截面线的参数包括总宽度为w，总高度为h，分区模板pa的宽度为w
pa
，分区模板pa的高度为h
pa
，分区模板nb的宽度为w
nb
，高度为h
nb
，分区模板pb的宽度为w
pb
，高度为h
pb
，目标位置截面线参数包括总宽度w’，总高度h’；计算目标位置截面线的宽度比r
w
=w’/w，高度比r
h
=h’/h；根据目标位置截面线的宽度比和高度比，计算目标位置截面线各个分区的宽度和高度，其中，分区pa的宽度为w
pa’=w
pa
*r
w
，分区nb的宽度为w
nb’=w
nb
*r
w
，分区pb的宽度为w
pb’=w
pb
*r
w
，分区pa的高度为h
pa’=h
pa
*r
h
，分区nb的高度为h
nb’=h
nb
*r
h
，分区pb的高度为h
pb’=h
pb
*r
h
。4.根据权利要求2所述的截面线构造方法，其特征在于，所述基于目标位置截面线的总宽度w’和总高度h’，保持产品附加区pa和凸筋区pb的宽度和高度不变，调整凹筋区nb的宽度和高度，包括：假设模板截面线的参数包括总宽度为w，总高度为h，分区模板pa的宽度为w
pa
，分区模板pa的高度为h
pa
，分区模板nb的宽度为w
nb
，高度为h
nb
，分区模板pb的宽度为w
pb
，高度为h
pb
，目标位置截面线参数包括总宽度w’，总高度h’；计算目标位置截面线的各个分区的宽度和高度，其中，分区pa的宽度为w
pa’=w
pa
，分区nb的宽度为w
nb’=w-w
pa-w
nb
，分区pb的宽度为w
pb’=w
pb
，分区pa的高度为h
pa’=h
pa
，分区nb的高度为h
nb’=h
nb
，分区pb的高度为h
pb’=h
pb
。5.根据权利要求2所述的截面线构造方法，其特征在于，所述基于各个分区的宽度和高度，计算各个分区的几何形状，包括：根据产品附加区pa的高度和宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，即可计算出产品附加区pa中附加边缘圆角、附加边缘线段、附加法兰圆角和附加法兰线段的位置，
其中，附加法兰线段的终点和方向将作为凹筋区nb的起点约束；根据凸筋区pb的高度和宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，计算出凸筋区pb中凸筋顶部线段、凸模圆角、侧壁线段和凹模圆角的位置，其中，凸筋顶部线段的起点和方向将作为凹筋区nb的终点约束；根据所述凹筋区nb的起点约束和终点约束，计算凹筋区nb的实际宽度，根据凹筋区nb的高度和实际宽度，利用直线段和圆弧段之间的切向约束关系，计算出凹筋区nb中产品圆角、凹筋左侧线段、凹筋左侧圆角、凹筋底部线段、凹筋右侧圆角、凹筋右侧线段的位置；其中，目标位置截面线包括直线段和圆弧段，相邻圆弧段之间基于直线段衔接。6.根据权利要求5所述的截面线构造方法，其特征在于，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：分别调整产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb的宽度和高度，重新计算产品附加区pa、凸筋区pb和凹筋区nb的几何形状；调整各个分区的几何形状中各条直线段的角度和各个圆弧段的半径。7.根据权利要求6所述的截面线构造方法，其特征在于，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：先调整各个分区的高度和宽度，再调整各个分区中各条直线段的角度和各个圆弧段的半径。8.根据权利要求7所述的截面线构造方法，其特征在于，所述调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线，包括：以凹筋区nb、凸筋区pb、产品附加区pa的顺序进行各个分区的尺寸参数和几何形状参数的调整。

技术总结
本发明提供一种基于整体及局部约束的截面线构造方法，包括：获取目标位置的整体约束，整体约束包括起点P1、起点切向T1、终点P2和终点切向T2，根据起点P1和终点P2确定截面线的总宽度w’和总高度h’；基于截面线的总宽度w’和总高度h’，计算截面线的各个分区的尺寸参数，所述尺寸参数包括各个分区的宽度和高度；基于各个分区的宽度和高度，计算各个分区的几何形状；调整各个分区的尺寸参数和几何形状参数，构造截面线。本发明根据汽车覆盖件的截面线的整体约束和局部约束，调整截面线的各个分区的参数，可以灵活组合各个分区模板，表达能力和扩展性强，各个分区尺寸的定义方式符合汽车覆盖件工艺需求，便于快速调整。便于快速调整。便于快速调整。


技术研发人员：王振 柳玉起 章志兵 韦阳 孔海骄
受保护的技术使用者：武汉华锋惠众科技有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/8/24