贾名扬

摘 要：A级曲面设计通常以2-3个月为周期进行，前提是项目整体工程可行性问题基本解决，油泥模型冻结，获取扫描的油泥模型点云数据，然后反向制作数据。A级曲面是建模设计的最后阶段，用于确定产品生产后的外观效果，其结果必须是数据的完美状态。本文基于汽车造型设计流程中A级曲面的探析展开论述。

关键词：汽车造型;设计流程;A级曲面的探析

0 引言

A级曲面称为Class-Asurface。A级曲面表示对曲面品质有很高要求或有特殊要求的曲面类型。这种高质量的表面外观的特点是表面外观平滑，光线反射时表面必须平滑，避免突然突起或下陷等缺陷。随着A面首次在汽车产业引进，逐渐发展到家电、手机、卫生机构等行业。A面目前在定义上具有不统一的标准，国内制造商在设计和检查时具有自己的标准，因此，一个更广泛使用的定义是，要更改相邻曲面之间间距小于0.005mm，且接触率小于0.05度、曲率小于5%的曲面，曲面必须满足最小G2连续性。

1 A面的造型原理

曲面是构建模型的基础，这种曲面是基于NURBS（Non-UniformRationalB-Splines）即非均匀有理B样条曲线，它是一种描述曲面的方式。包含四个基本要素：Degree（阶数）、ControlPoints（控制点），Knots（节点）和EvaluationRule（评定规则）。其中重要的概念是参数连续和几何连续性。参数连续性是将函数的连续性用到曲线曲面的结果，即用其来度量曲线曲面的光滑性和连续性。几何连续性，曲线曲面拼接的连续性可以分为G0位置连续，表现出来特点是表面有很尖凸的接缝，只保持面与面接触的关系;G1切线连续，表现出来特点是面接处出现中断感觉曲率发生突变;G2曲率连续，表现出来的特点则视觉效果光滑顺畅，这通常是制作光滑表面和A面的基本要求。G3、G4则是更为平滑连续的效果，对曲线曲面的质量要求更高，通常高可见区域的A面需要达到G3曲率连续。

2 A级曲面

A级曲面（Class-Asurface）高质量的外观数据，包括但不限于数学定义或严格的指标，根据每个主机工厂标准，可以简单地说明为非常简单但完美的曲面。A级曲面的基本要求是曲面之间的连续性。要使对象曲面具有平滑的环境反射，在数学上定义曲面之间的G2连续性，但有时即使达到连续性，也不一定可以称为A级曲面。因为在美学上，曲面若发生急剧变化，出现异常皱纹，或者形状不美观，同样可以认为不符合A级表面的要求。因此，曲面的连续性是A级曲面所需的，而不是足够的条件。它包含曲面功能级别和质量美学两个标准。

3 整车A级曲面构建

Alias、ICEM、CATIA等软件都是工业设计领域常用的软件，它们提供了非常强大的曲面构造和检测功能，可以快速进行汽车外部曲面建模和曲面质量评估和模型可视化。汽车车身（通常称为白色车身）是汽车外形最重要的部分，钣金件具有良好的光反射特性，对外表质量要求很高。前后保险杠作为车辆建模风格的重要体现，在曲面构建时同样有着很高的质量要求，保险杠通常为塑料材质、与车身件同色、因此同样要求良好的外部表面质量。内饰建模设计中，需要具有更多的创意，曲面构建更加复杂和变化，涉及更加复杂的工程约束，内饰曲面构建过程更加复杂和耗时。内部装饰大部分装饰都会涉及到皮革、纹理和织物等材质，所以在内饰建模中，没有如同外饰那样严格的要求。一般对仪表板上本体，门护板上本体等高可见区域，有较高的质量要求。由于材质的原因，（如顶棚的织物材质，副仪表的地毯材质，门板的包覆材质等）曲面建模过程中的小瑕疵，在实际部件中并不易察觉到，在内饰设计中，高光，高斯等并不是检查质量数据的唯一标准，对于形面所形成的阴影效果，同样是对曲面质量的重要评价依据，阴影效果是对整体造型最直观的表现。随着汽车技术的发展、制造工艺和审美习惯的提高，内饰部件质量要求也提到了A级曲面的要求。

4 技术要求

表面的质量要求最终是为了获得良好的视觉效果而对微观光学质量的要求。用户在丰富的照明条件下可以获得良好的外观效果，表明此数据模型具有高质量。为此，通常使用一些光源来检查面的连续性和曲面的张力。在Catia软件中，高光线，斑马纹，环境映射，高斯曲率评价等检查工具，都是用作数据检测方法。

5 A级曲面品质检测方法

汽车A级曲面检测包括曲面特征检测和曲面品质检测，曲面特征检测指造型人员根据汽车造型要求评价所做的曲面是否符合造型意图（即构建好的曲面与原始输入数据间的贴合程度），曲面品质检测指对组成它的每张曲面片的品质及面片之间连续性进行检测。在ALIAS、CATIA、ICEM等常用的制图软件里，都提供了丰富的、功能强大的曲线、曲面检测工具，如偏置公差检测，高斯曲率检测，曲率梳检测，高亮检测，斑马条纹，曲线间连续性检查，曲面间连续性检查等。在设计过程中可以实时对造型结果进行评估，能有效及时修正设计缺陷，保证设计意图和设计品质。为满足A级曲面要求，如对高光面检测方法要求高光走势一致，条文均匀，过渡光顺，无扭曲;对曲率梳检测方法则要求曲率梳均匀或渐变、走势有规律、无跳动、扭曲、突变、反曲等都是结果品质的判定标准。

6 结束语

在现代汽车工业中，汽车造型的风格越来越丰富，对面品的质量要求也有越来越高，它的研制与生产技术水平是汽车工业水平的重要标志。一个总体设计优良的汽车品牌在市场竞争中的成敗，除了其功能上的体现，还取决于其外形能否吸引顾客。如何利用现代设计方法，加快车身总体和外观设计，缩短车身的设计周期，提高车身的制造精度和经济效益，实现产品不断的推陈出新是汽车品牌在市场竞争中立于不败之地的重要因素之一。

参考文献：

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[3]刘锋.基于NX的汽车车身A级曲面设计与质量分析[J].机械制造与自动化，2015，44（04）：59-62.