在轿车的设计开发过程中,车身设计是直接影响设计成功与否的关键因素,我国汽车工业《十一五规划纲要》明确提出了以车身开发为突破口,提高轿车研发能力和技术创新能力,大力发展自主品牌。轿车车身外形是由复杂的自由曲面组成,如何将造型师的设计思想和概念草图,转变为CAD模型,通过复杂的曲线和曲面设计,在三维工程设计软件中建立精确的三维数字模型,是轿车车身开发过程中在概念设计阶段的一个难点,是加速轿车开发国产化和产品创新设计的关键技术。随着社会的发展,人们对轿车车身造型的要求越来越高,其中光顺是衡量车身造型质量的一个重要标准,判断轿车造型表面是否光顺以及光顺程度,需要有科学的判断方法予以支持,因此从数学和物理角度研究光顺问题,确定光顺准则,将光顺问题转化为具有严格意义的数学问题,具有重要意义。目前曲线曲面的光顺处理已成为轿车车身外表面造型方法中非常重要的一项技术。本文首先阐述了在车身表面造型设计中占主导地位的曲线曲面理论;研究了在CATIA软件环境下,基于二维构思草图的轿车车身三维数字化建模方法,总结了复杂曲线、曲面的构建方法,分析了车身曲面建模机理、轿车车身曲面分块原则和轿车A级曲面的设计要求,并基于CATIA软件,由二维构思草图成功构造出光顺性符合要求的轿车车身三维数字化模型;接着从车身光顺曲面模型的概念入手,总结了光顺曲线曲面的基本准则,并从数学和物理角度出发,研究了曲面的光顺方法和表面光顺性的评价方法。为以后开发出具有曲面光顺功能的造型设计软件提供了理论依据;最后以两种车型为例,将上述光顺性评价方法进行了实际应用,证实了该方法的有效性。通过上述研究成果的应用,轿车车身设计人员可以很方便地构造出光顺性符合要求的轿车车身数字化模型,为轿车自主开发和创新设计打下良好的基础。