自由曲面汽车车灯仿真设计与制造

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自由曲面汽车车灯仿真设计与制造摘要：随着汽车工业的飞速发展，对汽车车灯照明性能的要求也越来越高，本文主要介绍汽车
灯具中比较新颖的自由曲面前照灯的设计原理、方法厦加工/-艺方面的分析.并给出了设计结果。
自由曲面汽丰车灯是目前国际上最为流行的-种汽车丰灯，它具有车灯高度低、光能利用率高及
空气每力学性能好等优点。这种车灯与传统车灯的根本区别在于其配光是由反射嚣完成、而配光
镜代之以光滑透明的透镜，其反射器也不再是二次曲面，而是由多块自由曲面组成.编制自由曲
面汽车车灯设计软件是丰课题的关键部分，但是校验配光性能的软件也很重要，它不仅参与设计，
而且为设计提供了-个标准.两者相辅相成。。
关键词：汽车灯具；自由曲面；前照灯；加工工艺；仿真软件
中图分类号：TH7 文献标识码：A
The Design and Mannfactnre of Free Form Automobile Headlight
zHU Wet.too.CHENXiang-xi，sHi耽i.bin
(College ofOptlcs and Eloetronics Enginei%University ofShanghai for Science and TechnoloD sIlaEgllaj 200093，China)
Abatraet：W№thequickdevelopmentofautomobileindustry.the requirementsforillurnination propertiesofauroraoblie
headlight become higher.This article mainly introduces the design principles and methods and process technology of free
form vehicie headlight hovel irI automobile lamps and lanterns.The design result js also given.Free Form Automotive
Llghring(FFAL)is currently the most fashionable orie in the world.It has the advantages of low position of lighling lamp
and hi吐performance of aerodynamics.The inherent distinction between FFAL and the traditional one is that the foFiTter
diseibutes light bv reflector.Its Ii曲t-distribution lens is replaced with smooth transparent one.Its reflector consis乜of
marl)，free forms and is no longer eonicoid surface.The FFAL soft、v批is the key part of the project.while the check
software is equally important too.It can provide reliable standard for automotive lighting design
Keywords：automobile lamps and lanterns；free form；headlight；process technology；simulation software
1引言
自由曲面汽车车灯是目前国际上最为流行的-种汽车
车灯.它具有车灯高度低、光能利用率高及空气动力学性能
好等优点。目前在美国、德国及日本等国对汽车前照灯都已
采用自由曲面。而在国内，由于车灯行业起步较晚，发展缓
慢，设计水平与国外相比还有-定差距，特别在自由曲面前
照灯方面还不具备较完善的独立设计与制造能力。对此，我
们向上海汽车工业科技发展基金会申请了自由曲面汽车车
灯设计与制造”项目.在上晦汽车工业科技发展基金会和上
海某车灯有限公司领导的支持下，经过近年来的探索研究，
我们已完成了自由曲面汽车车灯设计软件编写工作，目前已
可以设计符合国家标准的汽车前照灯、摩托车前照灯，设计
的结果可以传送到]作站，直接用CATIA软件进行三维造
型，设计自由曲面反射器的模具及产生相应的加工指令。整
收藕日期：2002-OI-14 蕾回日期：2002·02·19
基盒项目t上海汽车工业科技发展基金(1075A)
作者倚舟：朱堆iHl946-)，男.江苏东海，副教授，研究方向为光学技
术厦计算机技术应用等，
个设计软件分三大部分：自由曲面汽车车灯设计软什、自由
曲面照明效果仿真软件及丁艺分析软件。
2 自由曲面汽车车灯反射器设计
2.1自由曲面车灯的配光原理
自由曲面汽车车灯与传统车们的根本l蔓别在r其配
光是由反射器完成，而配圯镜代之以光滑透明的透镜，其反
射器也不再是二次曲面，而是由多块自由曲面组成。这种曲
面不能用-个或多个函数来表示.但将曲面细网格化后.用
-系列标记(X，Y.z)值的网格来表征。配光是由这些多
块自由曲面共同作用的结果.每块自由曲面都对配光起到
定的作用。当然这些曲面是根据所对应受照屏幕上的光斑形
状和光照度大小丹布设计出来的。图1是国外某车幻公司生
产的自由曲面前照灯。
2.2单块自由曲面的设计原理
自由曲面反射器是由多个分区组成的，每个丹区义由
多块自由曲面组成。冈此，单块自由曲面的设汁是整个反射
器设计的关键。在已知某块自由曲面所对应的光斑要求情况