随着汽车行业的飞速发展以及国家行业标准的调整，为应对汽车行业激烈的竞争市场，制造商不断推进汽车结构的更新换代，而汽车零部件结构属于其中重要的一部分。车灯作为汽车的眼睛，此外观部件不仅影响整车的美观性，同时车灯的性能与夜间行车、恶劣天气下安全行驶密切相关。为适应市场变化速度，满足消费者的个性化需求和产品的多样化，制造商需要更新设计开发模式以缩短产品设计周期。随着CAD/CAM技术的不断成熟运用，逆向工程为我们提供了全新的设计思路。通过对实物模型数据化，建立参数化模型，在此基础上对已有产品进行分析和再创造，完成产品改型设计，完善原模型不足，提高各方面性能。

车灯设计需要满足多种要求，其中动态性能也是其中一部分，是关乎安全驾驶的重要研究内容。随着汽车外形设计变化，车灯结构趋于复杂化，动态性能要求不断提高，在光学设计分析为主导的车灯设计下，结构机械方面性能尤其是动载荷下的结构应力问题也不容忽视。车辆在道路行驶时，路况变化会导致车辆在各个方向上的振动，在车身钣金对车灯的激励下，若车灯受到的激励频率等于其固有频率，车灯会发生共振现象。在共振状态下，车灯在小周期振动便可以产生很大的振幅，从而使车灯的寿命大大降低，甚至会导致车灯结构失效。因此我们采用对车灯进行逆向设计快速建模，再对车灯结构进行有限元分析，对其固有振型有充分认识，并修改完善原模型以避免设计缺陷，使灯具结构具有足够静刚度的同时又具备随机振动耐抗性。

国内外逆向设计研究现状：

逆向工程是根据已有产品进行数据获取，三维重建，重构实物数字化模型，并对此进行产品开发和设计制造，改进并对比原模型以达到结构、性能更为优化的再创造产品。逆向工程最早出现在20世纪60年代，20世纪80年代日本名古屋工业研究所和美国UVP公司、美国3M公司提出了逆向工程技术并开始研发。20世纪90年代对逆向工程进行工程研究和科学深化，此后逆向工程技术受到政府机构和学术界的密切关注，各大企业为减少产品开发周期，实现高质量发展，逆向工程占据了一席之地。1998年，全球成立331所逆向工程技术系统加工中心，随着CAD/CAM/CAE等先进计算机技术的快速发展，逆向工程已成为CAD/CMD/CAM等领域的重点研究内容。

随着汽车工业的飞速发展，逆向工程技术已经运用到汽车设计中。具体表现在对汽车新零件的设计，对模型三维重构进行产品改型和仿形设计；对已有零件尤其是具有先进设计思想的零件进行复制，便于了解设计原型，利用计算机辅助设计，实现产品的创新；对损坏零件修复的研究，汽车零件使用过程中由于时间、工况、疲劳等原因难免会造成损坏，采用逆向工程可以实现对原零件修复，并对修复后的模型进行仿真分析以达到使用要求；对数字化模型的检测，通过对已制造出的产品与原设计图形比较，可分析制造误差，也可进行局部修改以制造出更优化的产品。日本、德国、英国等国家的三维测量扫描仪应用比较广泛，国外的数据处理软件也比较成熟，在CAD/CAM的软件开发中也加入逆向工程模块，例如UG NX5、Pr-e、CATIA。国内逆向工程技术起步较晚，实验室建设和数据处理研究主要分布在知名工科院校中，现在由国内人士参与开发的逆向工程软件有Quickfrom。

国内外车灯研究现状：

汽车工业的发展对汽车灯具有了更高的要求，灯具新产品和新技术不断涌现，标准法规的更新也要求车灯具有更好的设计结构与性能，汽车灯具技术总体呈现发展态势。经历全封闭前照灯、自由曲面投影型前照灯(DE灯)、近光气体放电灯（HID灯）、自适应汽车照明系统（AFS）、全LED灯等灯具新技术的出现，可以看出前照灯的发展状况代表着汽车灯具的发展状况。德国海拉车灯公司、法国法雷奥公司以及以德国达姆施塔特工业大学为代表的理工科大学正通过新材料与新技术的研究推进汽车灯具技术水平。我国的灯具技术水平核心技术（电子、工艺、设计）与世界领先水平还具有一定差距。目前前照灯发展正趋向高效节能化（使用LED灯）、智能化（AFS）、红外夜视技术应用（主动式和被动式）等方面发展。

在车灯设计中车灯的光学设计要求居多，对于振动要求的考虑，对GB、ECE法规、SAE标准以及ADR标准对比，SAE标准对于前照灯的环境实验要求项目更多。其中我国GBT10485-2007 道路车辆外部照明和光信号装置环境耐久性标准对M类汽车照明工具加速度谱密度的频谱进行了相关规定，并对随机振动实验结构进行判定：除允许灯丝灯泡损坏外、目视检验试样应无裂缝、损坏和错位，配光性应符合相关标准要求。由于现在灯具的复杂性特征，为避免车灯组在行驶状态下结构刚度、强度不够等质量问题，有必要对灯具利用有限元仿真技术进行振动模态分析，验证设计是否满足要求，从而节省实验费用、缩短产品设计周期，有效提高产品寿命。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：

采用非接触测量方法对长安1.5T紧凑型SUV前照灯进行扫描获得点云数据，用CATIA处理点云数据，得到前照灯三维模型，并转化成AUTOCAD二维模型。对车灯模型使用ANSYS软件做路面振动模态分析，判断车灯设计结构薄弱处，验证是否满足设计要求，编写说明书。