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Improved Butterfly Subdivision Scheme for Meshes with Arbitrary Topology
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作者 张辉 马永有 +1 位作者 张成 蒋寿伟 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2005年第2期217-220,共4页
Based on the butterfly subdivision scheme and the modified butterfly subdivision scheme, an improved butterfly subdivision scheme is proposed. The scheme uses a small stencil of six points to calculate new inserting v... Based on the butterfly subdivision scheme and the modified butterfly subdivision scheme, an improved butterfly subdivision scheme is proposed. The scheme uses a small stencil of six points to calculate new inserting vertex, 2n new vertices are inserted in the 2n triangle faces in each recursion, and the n old vertices are kept, special treatment is given to the boundary, achieving higher smoothness while using small stencils is realized. With the proposed scheme, the number of triangle faces increases only by a factor of 3 in each refinement step. Compared with the butterfly subdivision scheme and the modified butterfly subdivision scheme, the size of triangle faces changes more gradually, which allows one to have greater control over the resolution of a refined mesh. 展开更多
关键词 subdivision scheme butterfly subdivision surface interpolation TRIANGULATION
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基于Catmull-Clark细分的曲面裁剪运算 被引量:3
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作者 袁鸿 吕北生 廖文和 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期41-47,共7页
曲面裁剪运算是CAD/CAM领域最重要、最复杂的问题之一,四边形网格在工程CAD/CAM的实际应用中较为广泛.文中基于Catmull-Clark细分,提出一种对平面四边型网格进行操作的曲面裁剪运算:在细分曲面求交完成后,采用局部修改交点处的控制网格... 曲面裁剪运算是CAD/CAM领域最重要、最复杂的问题之一,四边形网格在工程CAD/CAM的实际应用中较为广泛.文中基于Catmull-Clark细分,提出一种对平面四边型网格进行操作的曲面裁剪运算:在细分曲面求交完成后,采用局部修改交点处的控制网格拓扑结构和局部修正控制网格顶点位置的方法,实现了对Catmull-Clark细分曲面的裁剪运算。文中还给出了控制网格上任意点在细分曲面上的位置计算推导、裁减算法流程与应用实例. 展开更多
关键词 Catmull—Clark细分曲面 拓扑结构 曲面裁剪 控制网格
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基于改进Catmull-Clark细分算法的曲面优化 被引量:1
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作者 吴禄慎 王启宇 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2020年第1期64-69,75,共7页
为解决细分过程中曲面网格增长速度过快的问题,以二面角准则为自适应细分准则,提出一种基于顶点平坦度的Catmull-Clark自适应细分算法。该算法通过计算顶点1-邻域内所有面之间的法向夹角,定义顶点平坦度作为阈值来判断网格面是否需要进... 为解决细分过程中曲面网格增长速度过快的问题,以二面角准则为自适应细分准则,提出一种基于顶点平坦度的Catmull-Clark自适应细分算法。该算法通过计算顶点1-邻域内所有面之间的法向夹角,定义顶点平坦度作为阈值来判断网格面是否需要进一步细分。以发动机零件为例,应用Catmull-Clark基本算法和自适应算法对网格曲面细分展开对比分析。实验结果显示,通过调节细分阈值的大小,自适应算法能减少细分过程中产生的网格数量,有效降低网格增长速度,减少内存占有空间和网格细分时间,细分算法效率得到明显提高。 展开更多
关键词 曲面重构 catmull-clark细分 二面角 顶点平坦度
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Catmull-Clark细分曲面边界元法的结构声学拓扑优化分析 被引量:2
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作者 陈磊磊 王中王 +2 位作者 卢闯 高春华 刘林超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期97-105,共9页
细分曲面克服了NURBS方法进行曲面片拼接时出现缝隙的困难,并可以构建带有任意拓扑形状的光滑结构模型。对于声学问题,频率越高,波长越短,为了满足计算精度要求,用于数值分析的离散网格就需要更密,传统算法往往需要对原始结构模型重新... 细分曲面克服了NURBS方法进行曲面片拼接时出现缝隙的困难,并可以构建带有任意拓扑形状的光滑结构模型。对于声学问题,频率越高,波长越短,为了满足计算精度要求,用于数值分析的离散网格就需要更密,传统算法往往需要对原始结构模型重新进行网格划分,耗费了大量的计算时间。细分曲面法只需对初始离散网格进行一定的细分操作,即可提供多层次多分辨率控制网格,避免了复杂耗时的前处理操作。将Catmull-Clark细分曲面与边界元法相结合,采用高阶双三次B样条基函数进行几何与物理场的插值近似,不仅提供高计算精度结果,而且自适应满足宽频段网格要求。对于黏附吸声材料结构声散射问题,引入声阻抗边界条件,建立以吸声材料单元密度为设计变量,以吸声材料的体积分数为约束的数学优化模型。采用伴随变量法计算目标函数对设计变量的敏感度,移动渐近线法对设计变量进行更新,最终获得最优吸声材料分布。若干实际问题算例验证了算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 细分曲面 边界元法 伴随变量法 拓扑优化
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细分曲面的NC刀轨生成算法及实现 被引量:6
5
作者 钟大平 周来水 +1 位作者 王占东 周海 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期50-53,共4页
提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法 ,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统 ,适用于任意拓扑的三角网格模型 ;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨 .其核心思想是 :首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限... 提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法 ,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统 ,适用于任意拓扑的三角网格模型 ;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨 .其核心思想是 :首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量 ,然后从极限点开始 ,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距 ,获得等距曲面 ,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨 .实例表明该算法稳定、高效。 展开更多
关键词 细分曲面 LOOP细分 曲面等距 NC刀轨
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混合细分曲面尖锐和半尖锐特征生成 被引量:3
6
作者 周海 周来水 +1 位作者 王占东 钟大平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期579-584,共6页
在实际细分曲面造型中 ,模型初始控制网格经常需要同时用含有三角形和四边形的混合网格来表示。本文主要研究基于三角形和四边形的混合细分曲面的尖锐、半尖锐特征的生成方法。提出一种基于局部修改混合细分规则 ,把混合细分曲面的尖锐... 在实际细分曲面造型中 ,模型初始控制网格经常需要同时用含有三角形和四边形的混合网格来表示。本文主要研究基于三角形和四边形的混合细分曲面的尖锐、半尖锐特征的生成方法。提出一种基于局部修改混合细分规则 ,把混合细分曲面的尖锐、半尖锐特征生成方式统一起来的自适应细分方法。为了使得多条折痕在相交点是 C1 连续 ,在靠近折痕交点附近运用四点插值细分方法。根据特征处的尖锐程度通过自适应混合细分来实现半尖锐特征效果。实例表明 ,本算法生成的混合细分曲面尖锐。 展开更多
关键词 CAD造型 半尖锐特征 细分曲面 混合细分 曲面造型 折痕
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基于递归分割的曲面造型算法 被引量:7
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作者 任秉银 孟庆鑫 于华 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第1期71-74,共4页
对常用复杂曲面造型方法的缺点进行了分析 ,给出了基于递归分割构造任意拓扑结构复杂曲面的有关算法 ,避免了参数方法在构造复杂曲面时费时而且难于处理的参数曲面求交和曲面拼接等问题 ,为优质高效建立复杂曲面模型奠定了基础。
关键词 算法 递归模型 曲面造型 初始网格 复杂曲面 拓扑结构
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基于GPU的曲面自适应细分 被引量:3
8
作者 唐敏 童若锋 董金祥 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1145-1149,1217,共6页
为了充分利用图形处理器(GPU)的强大计算力和并行处理能力,并有效克服CPU/GPU间数据传输的瓶颈,提出了一种新的基于GPU的曲面自适应细分算法.通过采用细分模板(SP),在GPU的顶点处理器上将从CPU上传送来的控制网格进行求值细分.给出了自... 为了充分利用图形处理器(GPU)的强大计算力和并行处理能力,并有效克服CPU/GPU间数据传输的瓶颈,提出了一种新的基于GPU的曲面自适应细分算法.通过采用细分模板(SP),在GPU的顶点处理器上将从CPU上传送来的控制网格进行求值细分.给出了自适应细分层次的判定,以及通过带裙边的SP来解决可能出现的裂缝问题.将该方法用于Catmull-Clark细分曲面和Loop细分曲面的求值显示,并推广应用到其他类型细分,和GPU上的其他着色器组合使用,对硬件要求很低,只需要能够支持顶点着色器的显卡.与CPU求值渲染、基于片段处理器求值渲染方法运行效率的对比分析,证明了该方法的高效性. 展开更多
关键词 图形处理器 细分曲面 自适应细分 顶点着色器
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口腔修复体模型曲面局部变形设计研究与实现 被引量:3
9
作者 戴宁 周永耀 +4 位作者 廖文和 俞青 吕培军 王勇 孙全平 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期378-382,388,共6页
牙齿表面形态的设计技术是口腔CAD/CAM系统的关键环节之一,修复体表面形态的设计和修改将对患者患牙咬合的舒适性有重要影响。研究了一种基于细分空间连续的修复体表面局部变形设计算法,首先由初始网格抽取牙齿模型的特征控制网;其次利... 牙齿表面形态的设计技术是口腔CAD/CAM系统的关键环节之一,修复体表面形态的设计和修改将对患者患牙咬合的舒适性有重要影响。研究了一种基于细分空间连续的修复体表面局部变形设计算法,首先由初始网格抽取牙齿模型的特征控制网;其次利用Loop细分构造细分连续空间;接着通过建立局部坐标的参数化方法,映射修复体模型到细分连续空间;最后通过直观、实时调整特征控制网格修改细分空间,进行修复体形态的局部变形设计。通过前、后磨牙的变形设计应用实例证实本研究算法的有效性、稳定性。 展开更多
关键词 口腔CAD/CAM 局部变形 细分曲面 参数化
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保细节的基于曲面控制的网格变形 被引量:3
10
作者 张湘玉 廖文和 刘浩 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期39-44,共6页
综合考虑微分域网格编辑方法在细节特征保持方面的优势以及细分曲面的任意拓扑适应性,提出一种基于曲面控制的网格变形方法.以流形网格上的离散泊松方程为理论基础,在指定变形区域模型表面设计细分曲面作为变形控制曲面,并将对它的编辑... 综合考虑微分域网格编辑方法在细节特征保持方面的优势以及细分曲面的任意拓扑适应性,提出一种基于曲面控制的网格变形方法.以流形网格上的离散泊松方程为理论基础,在指定变形区域模型表面设计细分曲面作为变形控制曲面,并将对它的编辑操作映射为对变形区域网格的梯度场操纵,最后通过泊松重建得到变形后的网格模型.文中变形方法克服了传统参数样条曲面难以贴合任意拓扑物体外形的缺陷,可以有效保持物体的细节特征. 展开更多
关键词 网格 变形 曲面控制 细分曲面 泊松网格编辑 细节保持
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基于细分曲面的快速原型制造研究 被引量:3
11
作者 吴剑煌 刘伟军 王天然 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2005年第11期44-49,共6页
针对快速成形制造中生成实体表面光滑度不高的问题,把细分曲面造型技术应用到快速成形制造中.先定义了顶点平坦度概念,然后对蝶形细分模式进行了改进,用此方法可以直接在初始的三角网格模型上提高模型的表面光滑度而避免了由CAD造形系... 针对快速成形制造中生成实体表面光滑度不高的问题,把细分曲面造型技术应用到快速成形制造中.先定义了顶点平坦度概念,然后对蝶形细分模式进行了改进,用此方法可以直接在初始的三角网格模型上提高模型的表面光滑度而避免了由CAD造形系统重新生成的问题,由此提出了一种可以提高生成实体表面光滑度方法.从光滑度分析和大量的实验结果可以看出,该方法可有效地提高实体表面光滑度,并具有较好的稳定性. 展开更多
关键词 快速原型制造 光滑度 细分曲面 自适应蝶形细分曲面
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带噪声的点云数据的隐式曲面重建算法 被引量:9
12
作者 杨军 诸昌钤 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期29-34,共6页
针对三维扫描获取的带噪声和离群点的点云数据,提出了隐式曲面重建算法.用基于均值漂移的滤波算子,把每个采样点移动到核密度函数的局部最大值的点,以限制噪声并剔除离群点.然后,用自适应的八叉树空间划分方法将降噪后的采样点数据分成... 针对三维扫描获取的带噪声和离群点的点云数据,提出了隐式曲面重建算法.用基于均值漂移的滤波算子,把每个采样点移动到核密度函数的局部最大值的点,以限制噪声并剔除离群点.然后,用自适应的八叉树空间划分方法将降噪后的采样点数据分成小的子域.最后,在每个子域内计算局部形状函数,并用单位分解法将所有的局部形状函数加权求和以逼近模型的全局函数.实验表明,该方法是鲁棒的,能用带噪声和离群点的点云数据实现多分辨三维重建,得到细节丰富的曲面. 展开更多
关键词 均值漂移 空间划分 形状函数 单位分解 曲面重建 点云 噪声
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单元柯钦函数精确积分的多体船兴波阻力计算 被引量:5
13
作者 王中 卢晓平 钟士岗 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期602-606,共5页
为计算多体船兴波阻力,改进了Michell线性薄船兴波阻力数值计算方法.以改进的蝶形插值细分曲面方法表达船型,采用船体曲面法向量表示源强,结合三角单元上柯钦函数精确积分解析表达式求解多体船兴波阻力.对2条双体船和2条三体船兴波阻力... 为计算多体船兴波阻力,改进了Michell线性薄船兴波阻力数值计算方法.以改进的蝶形插值细分曲面方法表达船型,采用船体曲面法向量表示源强,结合三角单元上柯钦函数精确积分解析表达式求解多体船兴波阻力.对2条双体船和2条三体船兴波阻力进行了数值计算,通过计算结果与模型试验结果比较,验证了计算方法的有效性以及计算结果准确性.插值型细分曲面船型构造结合三角单元上柯钦函数精确积分的兴波阻力表达式有利于提高兴波阻力计算精度,且便于发展为船型减阻优化工程设计方法. 展开更多
关键词 兴波阻力 多体船 细分曲面 面元法
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三维服装CAD中建模与展示技术 被引量:3
14
作者 王湛 张辉 赵玉玲 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期91-94,共4页
针对现有织物模型计算复杂,无法实时显示,只注重外在表现形式、不能反映织物真实属性的问题,提出了在虚拟现实环境下,既能反映织物真实感,又能保证模型实时显示的技术。根据服装与人体的空间关系,在三维人体上采集服装特征点,按照一定... 针对现有织物模型计算复杂,无法实时显示,只注重外在表现形式、不能反映织物真实属性的问题,提出了在虚拟现实环境下,既能反映织物真实感,又能保证模型实时显示的技术。根据服装与人体的空间关系,在三维人体上采集服装特征点,按照一定排列规律建立点和面索引,通过虚拟现实建模语言(VRML)生成初始的三维服装形态。采用Loop细分算法对初始服装模型多次插值细分,得到虚拟现实环境中平滑的三维服装模型。结合Eon与VB开发虚拟现实展示系统,导入三维服装和人体模型,实现三维服装的展示和试穿。 展开更多
关键词 细分曲面 虚拟现实 三维服装CAD 服装建模
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Loop细分曲面精加工刀具轨迹生成 被引量:4
15
作者 陈甜甜 赵罡 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期663-668,共6页
细分曲面既能表示连续的几何设计模型也能表示离散的加工模型,避免了模型转换的复杂中间过程.细分曲面除了对于构造具有任意拓扑结构的复杂零件具有巨大的优势外,对于数字化制造也极具发展潜力.因此,对基于Loop细分曲面的精加工刀具轨... 细分曲面既能表示连续的几何设计模型也能表示离散的加工模型,避免了模型转换的复杂中间过程.细分曲面除了对于构造具有任意拓扑结构的复杂零件具有巨大的优势外,对于数字化制造也极具发展潜力.因此,对基于Loop细分曲面的精加工刀具轨迹生成算法进行了研究.首先利用基于弦长误差的自适应插值Loop细分得到精加工模型;然后利用等斜率跟踪法将精加工模型分割为平坦区域和非平坦区域.对各个区域依次进行处理,不同区域实施不同的刀具轨迹规划.据此,既避免了因细分过程数据量过大而导致的曲面精度不足或表面质量降低的问题,又可顺利计算整张曲面相对均匀残留高度的刀具轨迹.最后,为验证该算法的可行性进行铣削加工实验. 展开更多
关键词 CAD/CAM 精加工 LOOP细分曲面 刀具轨迹 铣削
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基于等残留高度的自由曲面三轴数控加工刀具轨迹规划 被引量:4
16
作者 董金华 刘顺芳 《煤矿机械》 北大核心 2008年第7期92-94,共3页
提出了一种新的自由曲面三轴数控加工刀具轨迹规划方法,该方法首先将自由曲面进行离散,并沿曲面的法矢方向将离散曲面偏置一个刀具半径值,得到该曲面的偏距面,在偏距面上基于等残留高度来规划刀具轨迹。该方法已经在实际中得到很好的应用。
关键词 刀具轨迹规划 自由曲面 曲面离散 偏距面 等残留高度
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法向量约束下的蝶形细分曲面方法 被引量:3
17
作者 罗玉堂 姜昱明 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2006年第2期156-159,共4页
文章提出一种以原网格的顶点的法向量为约束条件,通过对初始三角形控制网格迭代插值的非静态细分的几何造型方法。新方法的主要优点是插值点的计算是依据网格的局部几何特征而不是网格的入度。实例显示新的细分方法可以很好继承原始网... 文章提出一种以原网格的顶点的法向量为约束条件,通过对初始三角形控制网格迭代插值的非静态细分的几何造型方法。新方法的主要优点是插值点的计算是依据网格的局部几何特征而不是网格的入度。实例显示新的细分方法可以很好继承原始网格的形状特征。 展开更多
关键词 曲面 细分 网格入度
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三角网格模型的细分曲面拟合 被引量:2
18
作者 周海 周来水 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期258-262,共5页
提出一种用Loop细分曲面拟合三角网格模型的新算法。首先对网格模型进行特征识别,然后把经过简化和形状优化的网格作为拟合细分曲面初始控制网格。通过对控制网格顶点的循环修正、网格形状优化、局部自适应细分来求解拟合细分曲面控制... 提出一种用Loop细分曲面拟合三角网格模型的新算法。首先对网格模型进行特征识别,然后把经过简化和形状优化的网格作为拟合细分曲面初始控制网格。通过对控制网格顶点的循环修正、网格形状优化、局部自适应细分来求解拟合细分曲面控制顶点。该算法不仅避免了求解线性方程组,克服了拟合控制网格的扭曲现象,而且达到了用较少的控制网格拟合出反映物体细节特征并满足精度要求的分片光滑(片内除奇异点C1外其余C2连续)的Loop细分曲面的目的。实例表明,该算法用于测量数据的曲面重构是有效可行的。 展开更多
关键词 三角网格模型 LOOP细分曲面 逆向工程 曲面拟合
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表面细分技术在二维声辐射和声散射中的应用 被引量:3
19
作者 文立华 王卫祥 张敏玉 《应用声学》 CSCD 北大核心 2006年第1期13-18,共6页
把表面细分技术应用于求解边界积分方程,既能把CAD模型直接用于边界元分析,又能精确描述复杂的边界几何形状,实现网格自动加密和形函数自动升阶,满足误差要求。把它应用于简单的二维声辐射和声散射,结果表明对提高边界元方法的计算精度... 把表面细分技术应用于求解边界积分方程,既能把CAD模型直接用于边界元分析,又能精确描述复杂的边界几何形状,实现网格自动加密和形函数自动升阶,满足误差要求。把它应用于简单的二维声辐射和声散射,结果表明对提高边界元方法的计算精度是有效的。 展开更多
关键词 表面细分 细分矩阵 边界积分方程 声辐射 声散射
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基于跑步动作肌纤维主动力仿真的下肢皮肤形变表征 被引量:2
20
作者 张龙琳 石茜 +2 位作者 张敏 周莉 李新荣 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期195-200,共6页
为探究跑步运动时女性下肢肌肉、皮肤形变与服装运动功能性之间的关系,通过生物力学仿真系统对周期跑步运动人体下肢肌肉的肌纤维主动力进行分析,选取肌纤维主动力均值明显的肌肉,将其峰值所在的时间帧对应的动作作为关键帧动作,并使用... 为探究跑步运动时女性下肢肌肉、皮肤形变与服装运动功能性之间的关系,通过生物力学仿真系统对周期跑步运动人体下肢肌肉的肌纤维主动力进行分析,选取肌纤维主动力均值明显的肌肉,将其峰值所在的时间帧对应的动作作为关键帧动作,并使用手持式三维扫描仪对关键帧动作的下肢皮肤进行扫描;综合左右半身的皮肤形变情况,分析不同动作的下肢皮肤形变数据差异性,同时对比动静态人体模型展开的细分曲面。研究发现:臀围到中腿围区域的体后侧、臀围至大腿围区域的体前侧的变化幅度最大,膝关节附近区域变化幅度较大,其它区域变化不明显。本文研究可为相关裤装结构设计与研究提供参考。 展开更多
关键词 跑步动作 生物力学仿真 肌纤维主动力 皮肤形变 模型细分曲面 运动服装
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