基于鼓形面的车门玻璃及导轨设计

高大威，高云凯，周晓燕，刘海立

（1.同济大学 汽车学院，上海201804；2.上海理工大学 机械工程学院，上海200093）

长期以来，汽车造型设计与车身设计中遇到的一个难点就是车门玻璃的型面设计.现代汽车车身外型设计越来越强调流线型，为了满足不断提高的要求，越来越多的乘用车车门采用双曲面玻璃，熟悉的车型有中华轿车、PASSAT B5等.双曲面玻璃不仅在升降方向上曲率大于零，而且在车身长度方向上曲率也大于零，其升降运动是一种上下转动与侧向滑移的合成运动.这种复杂的合成运动不仅对玻璃曲面提出了更高的要求，而且对玻璃引导系统的布置同样提出了非常高的要求.

近年来，虽然双曲面玻璃已经被应用在国内外开发的许多车型上，但成熟、公开的资料基本没有，并且存在很多问题，工程设计和制造质量不高.同济大学的高云凯教授等[1]、同济同捷科技股份有限公司的雷雨成教授等[2]采用圆环面方法拟合双曲面玻璃，并且利用UG等软件实现了圆环面玻璃的几何设计和运动分析，但是车门玻璃运动时的最大偏差为2.8～3.5 mm，偏差较大.北美通用的Lin C L[3－4]利用车门CAE模型进行了钢丝绳式玻璃引导系统的虚拟试验设计研究，同时还研究了车门玻璃在升降运动中的鲁棒性问题.福特公司的K.Singh等[5]借助CAE（computer aided engineering）分析方法研究了普通车门玻璃在升降运动过程中的偏差以及密封条变形.

笔者结合上海某汽车设计公司的一款车型，针对左侧后门玻璃进行了玻璃曲面以及玻璃引导系统的布置设计.首先，利用线元几何构造运动方程并结合K－Local－RANSAC算法根据车身点云数据得到鼓形面，以鼓形面拟合双曲面玻璃；……