正交各向異性形變體的仿真在計算機圖形學(xué)領(lǐng)域中一直都是一個熱門的研究課題,特別是在一些計算機游戲,虛擬現(xiàn)實,三維動畫影片等相關(guān)領(lǐng)域逐漸變得流行。有限元方法由于其仿真結(jié)果真實感強,因此被廣泛應(yīng)用。形變體的形變效果主要取決于所選擇的材料以及所選擇的本構(gòu)模型。由于考慮到材料模型的選擇以及仿真效率等原因的影響,絕大多數(shù)的形變體仿真都是基于各向同性材料,比如共旋線性材料、St.VenantKirchhoff材料等,即彈性體在各個方向的性質(zhì)相同。然而真實世界中的形變體往往比較復(fù)雜,比如常見的肌肉、植物以及所熟悉的布料等,它們通常會在不同的方向上具有不同的性質(zhì),即各向異性。由于各向異性形變體空間比較大,仿真起來比較困難,因此很難建立起準(zhǔn)確的本構(gòu)模型。而正交各向異性材料由于在三個正交方向上表現(xiàn)出不同的特征從而被廣泛的應(yīng)用,但是其中的參數(shù)也很難準(zhǔn)確調(diào)整,調(diào)整不當(dāng)會導(dǎo)致模擬不穩(wěn)定,因此本文提出了一種基于有限元方法的正交各向異性形變體的仿真方法。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:(1)針對正交各向異性形變體模型空間大,有九個參數(shù)需要調(diào)整,一般很難準(zhǔn)確的把參數(shù)調(diào)出來,本文通過改進(jìn)分離形式的應(yīng)變能密度函數(shù),來改進(jìn)分離形...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作和創(chuàng)新點
        1.3.1 論文的主要工作
        1.3.2 論文的創(chuàng)新點
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 基本理論介紹
    2.1 形變體仿真
    2.2 材料編輯
    2.3 數(shù)值求解方法
        2.3.1 拉格朗日粒子法
        2.3.2 歐拉網(wǎng)格法
    2.4 力的計算
    2.5 離散時間積分方法
        2.5.1 顯示積分方法
        2.5.2 隱式積分方法
    2.6 正交各向異性形變體
    2.7 碰撞處理
    2.8 本章小結(jié)
第3章 有限元方法及相關(guān)工作
    3.1 形變梯度
    3.2 應(yīng)力與應(yīng)變
    3.3 本構(gòu)模型
    3.4 求解形變體
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于有限元方法的正交各向異性形變體的仿真
    4.1 可分離的應(yīng)變能密度函數(shù)
    4.2 基于拉伸的仿真
    4.3 對角化
    4.4 超彈性材料的穩(wěn)定性條件
        4.4.1 正交各向異性材料的編輯
        4.4.2 各向同性能量項部分的設(shè)計
        4.4.3 各向異性能量項部分的設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實驗與結(jié)果分析
    5.1 實驗環(huán)境
    5.2 實驗結(jié)果小結(jié)
    5.3 仿真效率分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3987130