[发明专利]一种三维“人体-服装”接触力学仿真分析系统

权利要求书

1.一种三维“人体-服装”接触力学仿真分析系统，其特征在于，该系统包括 以下模块：3DCAD服装缝合系统模块、有限元模型构建模块、有限元仿真求 解模块、系统后处理模块；

所述3DCAD服装缝合系统模块采用基于弹簧质点模型的服装缝合系统，完成 从二维衣片到三维服装的缝合仿真和服装的三维造型设计；

所述有限元模型构建模块包括几何模型建立模块和网格剖分模块，根据 3DCAD服装缝合系统模块提供的三维初始服装及相关的缝合信息的基础上 进行三维有限元离散模型的重构，所述有限元模型构建模块利用3DCAD服装 缝合系统模块提供的三维初始服装及相关的缝合信息，对织物及人体定义单 元类型和材料属性，生成三维服装几何模型，并通过分别对三维人体和服装 进行网格剖分形成有限元离散模型；

所述有限元仿真求解模块主要生成使用APDL语言描述的宏命令文件，然后 自动调用ANSYS模块，转入ANSYS模块处理；

所述系统后处理模块提取ANSYS模块的结果信息，对人模进行受力以及位移 的图形化表示，把人模指定点处受力和位移数据显示出来，以便对人体进行 压力舒适性分析。

2.根据权利要求1所述的三维“人体-服装”接触力学仿真分析系统，其特征 在于，有限元模型构建模块利用3DCAD服装缝合系统模块提供的三维初始 服装及相关的缝合信息，对服装及人体定义单元类型和材料属性，生成三 维服装几何模型，并通过分别对三维人体和服装进行网格剖分形成有限元 离散模型；对人体和服装采用实体建模方法，通过点、线、面先建立几何 模型；在弹簧质点模型中，二维衣片和三维服装均被离散表达为由规则三 角形网格组成的弹簧质点系统；人模由软件Poser4.0产生后经过简化而得 到，人体采用线框建模方法建立几何模型；运用四结点壳单元定义人体和 服装的单元类型，采用线弹性正交各向异性材料模型定义服装材料，采用 各向同性线弹性材料模型定义人体材料；然后分别对人体和服装进行网格 剖分操作，将三维人体服装几何模型转化为由节点和单元构成的有限元离 散模型。

3.根据权利要求1所述的三维“人体-服装”接触力学仿真分析系统，其特征 在于有限元离散模型建立后，需预测服装和人体间可能发生接触的区域， 建立接触对，生成宏命令文件；宏命令文件包括服装的材质属性，服装和 人模的网格剖分方法，有限元分析的基本单元，边界条件和约束信息的设 置，接触对的建立和接触算法的选择，有限元方程求解的终止条件，然后 采用合适的接触算法进行接触分析以完成模型的仿真。