基于Kirchhoff动力学比拟理论的柔性管件维修可视化

摘要：

为逼真模拟柔性管件在虚拟维修过程中的变形过程,提出了基于横截面假设的软管模型构建方法.将软管的变形过程转换成截面中心受力后的响应过程,结合软管的物理特性,对其进行平衡状态下的受力分析;构建了软管Kirchhoff动力学平衡方程,为便于求解,使用欧拉四元参数法对动力平衡方程进行转换;构建了基于几何约束的圆截面运动微分方程,使用有限差分法对方程进行求解;基于软管模型假设,提出了基于节点间最短距离的碰撞检测方法.最后,以天然橡胶软管为仿真对象,结合其几何特征和物理特征,对其运动过程进行数值模拟,仿真结果证明,该方法可以有效模拟橡胶软管受力后的空间形态.

关键词：Kirchhoff动力学比拟、虚拟维修、柔性管件、碰撞检测

所属期刊栏目：25

分类号：TP391.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：江苏省自然科学基金资助项目BK2012061

在线出版日期：2014-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：502-507