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基于CATIA的乘用车外后视镜设计方法

2017/9/8    来源:互联网    作者:赵志星  周龙  方钰      
关键字:后视镜  间接视野  位置布置  结构设计  
后视镜作为主动安全装置是驾驶员获得间接视野的重要保证。以HFC1510 车型后视镜为例,论述乘用车外后视镜的正向布置和设计方法,利用CATIA三维软件的辅助计算,设计出满足法规及视野要求的镜片尺寸。对后视镜镜头在车身上的位置进行合理布置,使其满足扭头角度、A柱障碍角及旋转轴心的法规要求,同时对镜片沉入镜壳的尺寸,镜片的旋转角度等参数值进行设计,再此基础上校核后视镜的视野满足法规,确立了车用车外后视镜的设计流程及方法。

    2.5 外后视镜旋转轴心的校核

    GB 15084 规定,以保证后视镜顺着撞击方向偏移的转动轴或旋转中心,或两者之一为轴线,作一半径为50mm的圆柱体,该圆柱体至少应切到连接件所连接的表面部分。因此在设计后视镜旋转轴心的时候,要校核以后视镜的旋转轴心的位置做半径50mm的圆柱是否能够切到与后视镜底座连接的车门钣金。经过校核U1510车型满足此项法规要求。

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    图4 后视镜旋转轴心的校核

    2.6 外后视镜镜片沉入镜壳深入尺寸校核

    为了使外后视镜在雨雪天气有更好的使用性能,在设计时应该考虑,在保证良好的后方视野的前提下,尽量将镜片布置位置沉入外后视镜镜壳内部。这样能够有效的避免雨水直接淋在镜面上,从而影响驾驶员观察后方视野的情况发生。通常镜片的沉入量以12mm至15mm为最佳值。

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    图5 镜片沉入镜壳的尺寸

    2.7 外后视镜镜片调节角度的设计

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    图6 镜片的调整角度

    由于驾驶员的身材、坐姿及驾驶习惯存在差异,为了满足不同驾驶员都能够通过外后视镜获得良好的视野,所以要求后视镜的镜片必须要有足够的调节角度,来满足不同驾驶人员对镜片位置的需求。通过大量的车型调研结合我公司的设计准则,将外后视镜的镜片在上下左右方向的调节角度均设计为8°。

    3、后视野校核

    传统的镜片的视野校核方法是在三维软件中,通过模拟镜片的入射反射原理,绘制处镜片的边缘的反射发现,然后观察法规区域是否被反射线包括在内,这种方法校核时间长,工作复杂重复性大。

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    图6 利用反射线法的后视野校核图

    采用新的视野校核方法,利用物理的成像原理,通过三维设计软件CATIA模拟法规区域在镜片上的成像,来对外后视镜视野进行校核。驾驶员通过外后视镜看到的为虚像,基本原理为凸面镜成像(见图7)。

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    图7 凸面镜成像示意图

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    通过参数化设计,输入造型镜面(要求镜面边缘光顺)、R点(眼点自动生成)、车宽线、地面等相关周边条件。以物点、球心、眼点确定的平面为基准,制作草图(见图8)。利用凸面镜成像原理,反射线通过眼点,入射线通过物点,反射线与入射线相对法线对称,实现草图全约束,其中入射线(或反射线)与凸面镜的交点,即为物象处于镜面的位置点(见图8 和图9)。

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    图8 物象处于镜片的位置

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    图9 利用参数化成像方法的后视野校核图

    通过参数化成像法校核,通过参数化调整镜片位置,很容易得到满足法规要求的镜片位置,大大节省了设计时间,图9 为利用成像法校核的后视镜视野,满足法规要求。

    4、结束语

    文章主要结合江淮HFC1510 车型外后视镜的设计过程论述了外后视镜的布置和设计的思路及方法,打破以前逆向设计或实车匹配的设计方法,使产品设计更加科学化。而且在设计阶段参数化视野校核就能进行外后视镜法规视野区域的可行性分析,提高产品设计质量。

责任编辑:张纯子
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