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基于质点-弹簧模型的布料仿真研究 被引量:13
1
作者 惠卫华 关正西 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第3期664-667,共4页
运动微分方程的数值求解,是实现基于物理模型的织物仿真的技术关键。全面介绍了质点-弹簧模型的织物变形仿真技术,精确构建了织物的力学模型,并对几种不同的显性数值积分方法进行了详细比较,尤其是用RK-4方法对微分方程求解大大提高了... 运动微分方程的数值求解,是实现基于物理模型的织物仿真的技术关键。全面介绍了质点-弹簧模型的织物变形仿真技术,精确构建了织物的力学模型,并对几种不同的显性数值积分方法进行了详细比较,尤其是用RK-4方法对微分方程求解大大提高了解的稳定性。在此基础上,针对质点-弹簧模型在应用中存在过度拉伸的问题,指出了传统方法处理这个问题的缺陷,构造约束变形,合理解决了“超弹性”问题。此织物变形仿真技术已经应用于实际的织物动画仿真软件中,实践证明其仿真技术具有实用性和先进性。 展开更多
关键词 织物变形仿真 物理建模 质点-弹簧模型 变形约束 计算机动画
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基于质点-弹簧模型碰撞检测算法的改进
2
作者 张磊 顾耀林 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第21期5167-5169,5173,共4页
碰撞检测技术在织物的模拟等方面中有着广泛的应用。在采用质点-弹簧模型对柔性表面进行建模,对网格曲面进行三角划分后,为环境中的物体建立各自的方向包围盒(OBB)。用改进的碰撞检测和自碰撞检测算法对柔性织物及其所处三维空间中的物... 碰撞检测技术在织物的模拟等方面中有着广泛的应用。在采用质点-弹簧模型对柔性表面进行建模,对网格曲面进行三角划分后,为环境中的物体建立各自的方向包围盒(OBB)。用改进的碰撞检测和自碰撞检测算法对柔性织物及其所处三维空间中的物体进行处理,提高了柔性织物动态仿真的速度。 展开更多
关键词 柔性织物 碰撞检测 自碰撞检测 质点-弹簧模型 OBB层次包围盒
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采用等几何质点-弹簧模型的布料动态仿真方法 被引量:4
3
作者 李鹏高 徐岗 +3 位作者 凌然 肖周芳 许金兰 吴卿 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期911-918,共8页
为了高效实时地模拟出布料的动态效果,提出一种基于等几何分析思想的布料动态仿真方法.首先使用张量积Bézier曲面来构建布料几何模型;然后对布料的质点进行受力分析,并直接在该曲面上进行质点-弹簧模型数值求解;最后将更新后的质... 为了高效实时地模拟出布料的动态效果,提出一种基于等几何分析思想的布料动态仿真方法.首先使用张量积Bézier曲面来构建布料几何模型;然后对布料的质点进行受力分析,并直接在该曲面上进行质点-弹簧模型数值求解;最后将更新后的质点的位置和速度变换到等几何布料曲面的控制顶点上,进行实时的碰撞处理.实验结果表明,该方法无需预先对布料进行三角网格剖分,可精确地表示布料几何模型;同时在较少的自由度数目下,可得到高精度的动态仿真效果,提高了仿真效率;可在CPU仿真环境下进行实时的动态仿真,适用于对实时性要求较高的虚拟试衣等工程应用领域. 展开更多
关键词 布料动态仿真 等几何分析 质点-弹簧模型 张量积BÉZIER曲面
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质点-弹簧模型驱动的体数据模型快速变形模拟 被引量:4
4
作者 谌海新 马丙辰 +1 位作者 马桂珍 魏冬冬 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期33-36,53,共5页
探讨三维体数据模型的快速真实感变形模拟和绘制方法。该方法用离散的质点-弹簧模型具有物理真实感地模拟变形过程;利用FFD从离散质点的运动信息插值求得体数据空间任意点的变形;而将重采样和绘制过程融为一体的光线虚拟弯曲技术和光线... 探讨三维体数据模型的快速真实感变形模拟和绘制方法。该方法用离散的质点-弹簧模型具有物理真实感地模拟变形过程;利用FFD从离散质点的运动信息插值求得体数据空间任意点的变形;而将重采样和绘制过程融为一体的光线虚拟弯曲技术和光线提前终止技术则避免了将大量无用计算,使变形和绘制速度明显提高;根据局部变形的连续线性特性提出了光照修正算法,算法实现简单,算出的光照浓淡变化具有高的真实感。 展开更多
关键词 模拟 变形 体绘制 弹簧-质点模型 自由变形
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基于质点-弹簧模型的冰雹打击树叶的模拟方法
5
作者 谢佳翊 杨猛 +3 位作者 梁婉茹 崔亚婷 祁晓彬 杨刚 《图学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期32-39,共8页
为了实现有别于布料破碎模拟的冰雹打击树叶过程的模拟,研究并提出了一种应用物理学原理的树叶和冰雹相互作用的真实感动态仿真技术,为后续进一步研究叶脉对叶片受力的影响提供了基础。树叶的破碎是源于冰雹受到地面重力的吸引,在下落... 为了实现有别于布料破碎模拟的冰雹打击树叶过程的模拟,研究并提出了一种应用物理学原理的树叶和冰雹相互作用的真实感动态仿真技术,为后续进一步研究叶脉对叶片受力的影响提供了基础。树叶的破碎是源于冰雹受到地面重力的吸引,在下落时与树叶进行能量的传递,二者之间的交互作用可以利用一种高效的技术很好地模拟。该技术被专门设计用来模拟弹力较小的物体,例如树叶的撕裂。当冰雹与树叶进行交互时,由冰雹速度带来的作用力转换为树叶上的横向和纵向的弹簧力从而导致树叶破碎。实验结果表明,该技术能够高效、真实地仿真冰雹撞击树叶后的作用效果,并且在一定程度上还原冰雹自然灾害的情况。 展开更多
关键词 树叶撕裂 仿真模拟 质点-弹簧模型 碰撞检测
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纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型构建与实现 被引量:2
6
作者 张静 丛洪莲 蒋高明 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-111,共6页
纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几... 纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几何结构模型,接着分析了纬编双面移圈织物结构特征,并在传统弹簧-质点模型的基础上构建了多层弹簧-质点模型,然后采用牛顿第二定律和Velocity-Verlet数值积分法求解了多层弹簧-质点模型的最终位置,最终提出了一种纬编双面移圈织物结构模拟的算法流程。本文建立的多层弹簧-质点结构模型能够反映纬编双面移圈织物的组织结构,具有较好的结构模拟效果。 展开更多
关键词 纬编 双面移圈 弹簧-质点模型 结构模拟 线圈几何结构模型
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基于交织点改进弹簧-质点模型的纬编针织物动态变形模拟 被引量:1
7
作者 常辰玉 王雨薇 +2 位作者 原旭阳 刘锋 卢致文 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-105,共7页
为了对不同线圈单元组成的纬编针织物进行动态变形模拟,从而预设织物结构形态和加速面料设计流程。首先通过建立三维结构模型,获得了线圈中心线型值点和交织点之间的关系,并基于交织点改进传统弹簧-质点模型,得到了与纬编针织物适配度... 为了对不同线圈单元组成的纬编针织物进行动态变形模拟,从而预设织物结构形态和加速面料设计流程。首先通过建立三维结构模型,获得了线圈中心线型值点和交织点之间的关系,并基于交织点改进传统弹簧-质点模型,得到了与纬编针织物适配度更高的变形模型,然后以交织点为桥梁关联结构模型和变形模型,通过NURBS曲线反算原理绘制线圈中心线路径,采用力学求解方法不断更新织物形态变化,使用计算机工具展现了关联模型的动态模拟过程,并举例展示了不同织物组织的变形模拟效果。模拟效果表明,建立的三维结构模型具有合理性与真实性,改进的弹簧-质点模型具有极高的适配性,基于交织点关联两者为后续模拟提供了支撑,采用NURBS曲线并通过力学求解等方法实现纬编针织物的三维动态模拟具有可行性。 展开更多
关键词 交织点 线圈结构模型 弹簧-质点模型 NURBS曲线 动态变形模拟 动力学求解 纬编针织物
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用于虚拟力觉再现的弹簧-质点力/变形模型研究 被引量:20
8
作者 吴涓 宋爱国 李建清 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期3152-3156,共5页
为提高虚拟力觉再现的精度与实时性,提出了一种弹簧-质点力/变形模型,它将物体以受力点为中心,沿径向方向分割为呈同心圆分布的弹簧-质点系统。系统中各个质点的相对位移的叠加对外等效为物体表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等于... 为提高虚拟力觉再现的精度与实时性,提出了一种弹簧-质点力/变形模型,它将物体以受力点为中心,沿径向方向分割为呈同心圆分布的弹簧-质点系统。系统中各个质点的相对位移的叠加对外等效为物体表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等于物体表面的接触力。该方法由于分割只涉及到发生变形的局部区域,不需要对整个物体进行大量的矩阵运算;进行了基于图像边缘检测的变形测量,推导了模型参数;基于此力变形模型,利用DELTA手控器,进行了柔性物体接触变形以及实时虚拟力反馈的半物理仿真。 展开更多
关键词 力觉再现 弹簧-质点模型 虚拟现实 力/变形模型
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基于改进弹簧-质点模型的纬编织物三维模拟 被引量:9
9
作者 沙莎 蒋高明 +1 位作者 马丕波 李欣欣 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期111-115,共5页
为解决弹簧-质点模型在模拟组织结构复杂的纬编织物时模拟效果不真实、立体感不足等问题,对传统弹簧-质点模型进行改进,提出了立体化的弹簧-质点模型。改进的弹簧-质点模型能够很好地模拟组织结构较复杂的纬编织物,通过非线性的弹簧力... 为解决弹簧-质点模型在模拟组织结构复杂的纬编织物时模拟效果不真实、立体感不足等问题,对传统弹簧-质点模型进行改进,提出了立体化的弹簧-质点模型。改进的弹簧-质点模型能够很好地模拟组织结构较复杂的纬编织物,通过非线性的弹簧力模拟织物动态仿真中出现的超弹性现象。同时,采用Velocity-Verlet数值积分方法对质点的空间位移进行计算,实现了对纬编织物受到三维状态多外力作用时的动态模拟。所提方法计算速度快,实时性好。 展开更多
关键词 纬编织物 弹簧-质点模型 非线性弹簧 Velocity-Verlet
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应用弹簧-质点模型的双贾卡提花织物形变仿真 被引量:9
10
作者 张爱军 蒋高明 +1 位作者 李欣欣 李红梅 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期146-151,共6页
为改善双贾卡提花经编织物的结构形变仿真效果,在分析双贾卡织物线圈结构形变影响因素的基础上,建立了成圈型、压纱型和衬纬型线圈几何结构模型;在传统的弹簧质点模型基础上进行改进,取线圈根部作为质点,线圈之间的延展线为弹簧,根据双... 为改善双贾卡提花经编织物的结构形变仿真效果,在分析双贾卡织物线圈结构形变影响因素的基础上,建立了成圈型、压纱型和衬纬型线圈几何结构模型;在传统的弹簧质点模型基础上进行改进,取线圈根部作为质点,线圈之间的延展线为弹簧,根据双贾卡提花特点,针对压纱贾卡与衬纬贾卡设定虚拟质点,建立双套弹簧系统;根据牛顿第二定律和显式中点法,计算质点在二维平面的运动形态,从而确定线圈的偏移方向和偏移量;利用建立的弹簧-质点模型与力学分析模型在VC++语言下实现了双贾卡提花经编织物的二维静态仿真,通过实际样例与对应仿真效果对比,验证仿真方法。 展开更多
关键词 经编 提花织物 压纱贾卡 衬纬贾卡 弹簧-质点模型 仿真
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基于弹簧-质点模型曲面展开的改进算法 被引量:5
11
作者 陈功 周来水 +1 位作者 安鲁陵 詹雯 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期1009-1014,1021,共7页
为了提高现有弹簧-质点模型曲面展开算法的速度和稳定性,提出了自适应时间步长方法.通过计算模型中各质点的惩罚力,实现了三角片翻转区域的整体调整;同时结合了考虑初速度和忽略初速度2种方法的优点;最后对一些参数的计算方法做了改进.... 为了提高现有弹簧-质点模型曲面展开算法的速度和稳定性,提出了自适应时间步长方法.通过计算模型中各质点的惩罚力,实现了三角片翻转区域的整体调整;同时结合了考虑初速度和忽略初速度2种方法的优点;最后对一些参数的计算方法做了改进.实验结果表明,该算法能够有效地消除初始展开及优化过程中出现的翻转三角片,提高了复杂曲面的展开质量. 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 自适应时间步长 翻转区域 调整
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基于改进的弹簧-质点模型的三维服装模拟 被引量:39
12
作者 刘卉 陈纯 施伯乐 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期619-627,共9页
针对三维服装造型与效果仿真中存在的模型复杂、模拟效率低、忽略服装的结构特征等问题,提出了改进的弹簧-质点模型.利用该模型统一建立了2D→3D映射和服装真实感模拟方程,给出方程中质点所受内力和外力的组成与表达式以及动态系统的推... 针对三维服装造型与效果仿真中存在的模型复杂、模拟效率低、忽略服装的结构特征等问题,提出了改进的弹簧-质点模型.利用该模型统一建立了2D→3D映射和服装真实感模拟方程,给出方程中质点所受内力和外力的组成与表达式以及动态系统的推导和求解过程,并且描述了模拟的具体实现算法.改进的弹簧-质点模型克服了原有模型对服装织物的材料性能表达单一的缺点,考虑了拉伸、剪切、弯曲等力学性能以及省/褶等结构因素对服装外观的影响,实现了较复杂的服装外型.通过从效率与效果两个方面与其他模拟系统进行比较,发现该技术的模拟效率较高而且模拟结果较为真实.该模拟技术已经在服装企业推广应用,用户反映良好. 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 三维服装模拟 计算机辅助设计 计算机图形学 服装设计
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一种用于力觉再现的柔性体变形仿真弹簧-质点模型 被引量:2
13
作者 崔桐 宋爱国 吴涓 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期849-852,共4页
提出一种新型的在虚拟现实中可实现的弹簧-质点力/变形模型.它按质点连接顺序划分层次,以受力网格为第1层,构建类似同心环状的弹簧-质点系统.施力刚体以点接触的方式与柔性体进行力交互作用.运用虚功原理,结合施力刚体与受力柔性体组成... 提出一种新型的在虚拟现实中可实现的弹簧-质点力/变形模型.它按质点连接顺序划分层次,以受力网格为第1层,构建类似同心环状的弹簧-质点系统.施力刚体以点接触的方式与柔性体进行力交互作用.运用虚功原理,结合施力刚体与受力柔性体组成的系统中虚拟力和质点位移的关系,区别于以往对局部变形的研究,对柔性体进行全局变形分析.柔性体变形是整个柔性体表面质点在力平衡条件下位移变化累加的结果.利用DELTA手控器对柔性体的接触变形以及实时虚拟力反馈进行仿真,实验表明所提出的方法适用于柔性体的力反馈计算,满足精细作业对虚拟现实系统的要求. 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 虚拟现实 力反馈
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基于弹簧-质点模型的不规则曲面纹理映射 被引量:2
14
作者 李占利 刘小靖 孙瑜 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第10期3545-3548,3607,共5页
针对三角网格表示的不规则曲面的纹理映射问题,提出一种基于弹簧-质点模型的简单、高效、失真小的纹理映射算法。结合调和映射的参数化方法以及弹簧-质点模型的复杂平面展开方法,保持拓扑关系地将三维曲面投影于平面内;通过建立三角网... 针对三角网格表示的不规则曲面的纹理映射问题,提出一种基于弹簧-质点模型的简单、高效、失真小的纹理映射算法。结合调和映射的参数化方法以及弹簧-质点模型的复杂平面展开方法,保持拓扑关系地将三维曲面投影于平面内;通过建立三角网格表示的投影面的弹簧-质点模型,将不规则曲面参数化于给定大小的矩形域;利用参数化的结果计算不规则曲面各顶点的纹理坐标,进行纹理贴图。实验结果表明,该算法能够实现纹理高效、均匀、变形小地映射于任意不规则曲面上。 展开更多
关键词 纹理映射 三角网格 弹簧-质点模型 参数化 不规则曲面 纹理变形
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基于质点-弹簧系统的柔性线缆建模及其运动仿真 被引量:7
15
作者 马立元 谢世富 +1 位作者 刘鹏远 马龙 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期733-738,779,共7页
针对虚拟环境下柔性线缆在拾取和牵引等操作过程中的运动仿真问题,提出了一种基于质点-弹簧系统的仿真方法。首先建立线缆的质点-弹簧模型,同时采用显示欧拉法建立模型的运动控制方程,通过分析线缆受力情况,求取对质点位置更新起关键作... 针对虚拟环境下柔性线缆在拾取和牵引等操作过程中的运动仿真问题,提出了一种基于质点-弹簧系统的仿真方法。首先建立线缆的质点-弹簧模型,同时采用显示欧拉法建立模型的运动控制方程,通过分析线缆受力情况,求取对质点位置更新起关键作用的合力,其间采用虚拟耦合技术将输入设备的空间位置信息转化为作用在线缆上的操作力,解决了操作力的模拟问题;通过对线缆几何模型施加变形率约束,给出了操作力沿线缆传播的计算方法。然后,根据材料力学和机械振动理论,建立刚度系数和阻尼系数的计算模型。最后,在此基础上,提出了基于OpenGL的线缆动态绘制算法并进行了仿真实验。实验结果表明采用所提方法进行线缆仿真能够很好地模拟线缆长度保持特性和抗弯性能,线缆运动的物理规律能够得到真实体现,仿真的线缆具有很强的真实感。 展开更多
关键词 柔性线缆 质点-弹簧模型 虚拟耦合 变形率约束 动态绘制
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基于边折叠和质点弹簧模型的网格简化优化算法 被引量:16
16
作者 李基拓 陆国栋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期426-432,共7页
通过边折叠实现网格曲面简化,提出了保持曲面特征的边折叠基本规则,引入边折叠顺序控制因子λ,给出了折叠点坐标获取方法,简化过程中网格边长度趋于均匀.在曲面简化基础上,利用质点弹簧模型优化网格形状.将网格顶点邻域参数化到二维域上... 通过边折叠实现网格曲面简化,提出了保持曲面特征的边折叠基本规则,引入边折叠顺序控制因子λ,给出了折叠点坐标获取方法,简化过程中网格边长度趋于均匀.在曲面简化基础上,利用质点弹簧模型优化网格形状.将网格顶点邻域参数化到二维域上,在质点弹簧模型中引入约束弹簧,约束调整网格顶点,并逆映射到三维原始曲面上,局部优化网格顶点的相邻网格;调整曲面上所有网格顶点,在全局上优化网格形状.在曲面简化优化过程中,建立原始模型曲面和简化优化后曲面之间的双向映射关系;曲面的网格顶点始终在原始模型表面上滑动,并以双向Hausdorff距离衡量、控制曲面间的形状误差.应用实例表明:文中算法稳定、高效,适合于任意复杂的二维流形网格. 展开更多
关键词 边折叠 质点-弹簧模型 网格简化 网格优化 双向Hausdorff距离
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基于质点弹簧模型的织物形象化仿真技术与展望 被引量:7
17
作者 顾沁婷 李艳梅 刘翔 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期147-153,共7页
基于质点弹簧模型的织物变形仿真技术是当前织物仿真模拟的研究热点,为此,简要综述了织物变形仿真技术的几种典型模型,着重阐述了由Provot提出的基于质点弹簧模型的织物变形仿真方法。其次,从优化模型参数、提高模拟系统的稳定性以及减... 基于质点弹簧模型的织物变形仿真技术是当前织物仿真模拟的研究热点,为此,简要综述了织物变形仿真技术的几种典型模型,着重阐述了由Provot提出的基于质点弹簧模型的织物变形仿真方法。其次,从优化模型参数、提高模拟系统的稳定性以及减缓超弹性现象3个方面介绍了基于质点弹簧模型的优化手段,并分析比较各优化模型的优缺点,提出计算机视觉技术与算法应同织物的物理模型相结合的仿真思路。最后,对质点弹簧模型的未来研究方向进行展望,认为质点-弹簧模型应在建立仿真效果评价,提高模型整体性能与应用领域等方面深入研究,从而更加有效地帮助生产者或设计者合理地选择和使用织物。 展开更多
关键词 织物仿真 质点-弹簧模型 模型参数 系统稳定性 超弹性现象
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基于弹簧-质点模型的单贾卡经编鞋材三维仿真
18
作者 杨美玲 蒋高明 +1 位作者 王婷 李炳贤 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期113-119,共7页
为实现单贾卡经编间隔提花鞋面织物结构的可视性,改善三维形变仿真效果,基于鞋材织物分区功能设计原理,研究单把贾卡梳生产间隔鞋材织物的提花原理与设计方法,利用二次Bezier曲线建立线圈单元三维几何结构模型。基于传统二维弹簧-质点... 为实现单贾卡经编间隔提花鞋面织物结构的可视性,改善三维形变仿真效果,基于鞋材织物分区功能设计原理,研究单把贾卡梳生产间隔鞋材织物的提花原理与设计方法,利用二次Bezier曲线建立线圈单元三维几何结构模型。基于传统二维弹簧-质点模型的结构与应用原理,提出适用于三层间隔鞋材织物的三维弹簧-质点模型,建立三维空间线圈粒子集合体。根据牛顿第二定律,建立线圈粒子运动形变位移动力学方程,并采用显式中点法求解质点受力位移与速度,确定质点运动轨迹和状态。针对形变仿真过程中易出现的超弹现象,采用调整质点位移、弹簧端点的分速度、弹簧-质点的组成结构等措施,以达到更真实的模拟效果。借助JavaScript和C#计算机程序设计语言,实现了单贾卡经编间隔鞋材的三维仿真,并与实物图对比,验证力学模型的科学有效性。 展开更多
关键词 经编鞋材 间隔织物 成圈贾卡 提花原理 弹簧-质点模型 三维仿真
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基于质点—弹簧体模型与改进欧拉算法的力反馈 被引量:7
19
作者 刘雪梅 王瑞艺 郭松 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2234-2238,共5页
基于SensAble公司的PHANTOM力反馈设备,以肝脏组织为对象,对虚拟手术仿真中软组织的形变和触觉反馈进行研究。考虑虚拟手术仿真对精度和实时性的要求,采用基于四面体的质点—弹簧体模型构建肝脏组织物理模型,较好地反映了肝脏形变的体特... 基于SensAble公司的PHANTOM力反馈设备,以肝脏组织为对象,对虚拟手术仿真中软组织的形变和触觉反馈进行研究。考虑虚拟手术仿真对精度和实时性的要求,采用基于四面体的质点—弹簧体模型构建肝脏组织物理模型,较好地反映了肝脏形变的体特征,增加了模拟的真实感;传统的模型中通常采用线弹性弹簧,但考虑到软组织形变时的黏弹特性,采用弹簧和阻尼器并联的Kelvin黏弹性力学模型模拟肝脏组织的生物力学特征,力图提高形变仿真的准确性。由于光滑的触觉反馈对实时性有更高要求,为进一步提高计算效率,提出一种改进的欧拉算法,仿真结果表明,帧速大于1000HZ,满足虚拟手术实时性需要。 展开更多
关键词 软组织形变 质点-弹簧模型 改进的欧拉算法 力反馈
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利用弹簧质点模型和隐式方法的布料模拟研究 被引量:4
20
作者 孔川 罗大庸 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第9期225-227,232,共4页
首先运用弹簧-质点模型建立布料的面模型,然后对质点进行力的分解以及受力分析并优化。提出逼近的隐式数值积分方法模拟质点的运动轨迹,这解决了显式数值积分方法的不稳定性和小时间间隔的缺点和其他隐式方法计算量大的缺点,这也是实现... 首先运用弹簧-质点模型建立布料的面模型,然后对质点进行力的分解以及受力分析并优化。提出逼近的隐式数值积分方法模拟质点的运动轨迹,这解决了显式数值积分方法的不稳定性和小时间间隔的缺点和其他隐式方法计算量大的缺点,这也是实现基于物理模型的布料仿真的关键技术。针对具体碰撞对象采用简单的包围盒方法进行碰撞检测,和利用二分法进行碰撞的处理,大大增加了碰撞处理的逼真效果。实验证明其模拟方法具有稳定性和实用性。 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 隐式数值积分 包围盒方法 碰撞检测
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