[发明专利]一种基于空间约束的可变形组件快速设计方法

摘要

本发明公开了一种基于空间约束的可变形组件快速设计方法，包括如下步骤1.提取目标组件的空间约束边界；2.建立简化的质点‑弹簧模型，在约束空间中初始化可变形组件，通过逐渐递增的气压来模拟可变形组件的自由膨胀，并进行质点受力分析；3.求解质点的运动方程，采用Verlet积分法来进行质点‑弹簧系统运动方程的数值积分求解；4.进行碰撞检测，采用基于AABB包围盒树的碰撞检测方法来处理可变形组件与约束空间边界之间的碰撞问题；5.判断模型是否到达满意的形状；6.计算目标组件的体积，判断是否达到预定的体积。本发明建立了简化的质点‑弹簧模型结构，采用精确的碰撞检测方法严格控制模型的变形过程，可显著提高可变形产品的设计效率。

主权项

一种基于空间约束的可变形组件快速设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据产品的设计要求和装配环境，提取目标组件的空间约束边界；步骤2：建立简化的质点‑弹簧模型，其质点全部分布在模型表面，并且只有相邻的两质点之间通过弹簧进行连接；在约束空间中初始化可变形组件，通过逐渐递增的气压来模拟可变形组件的自由膨胀，并进行质点受力分析；质点的重力和摩擦力对实现可变形组件设计没有实际意义，其值设定为0，故质点主要受力为弹簧弹力、质点运动阻尼力和内部气体压力；步骤3：求解质点的运动方程，采用Verlet积分法来进行质点‑弹簧系统运动方程的数值积分求解；步骤4：进行碰撞检测，采用基于AABB包围盒树的碰撞检测方法来处理可变形组件与约束空间边界之间的碰撞问题，然后转至执行步骤5或步骤6；步骤5：判断模型是否到达满意的形状，若满意则终止变形模拟，变形结束；若不满意则重新执行步骤2；步骤6：计算目标组件的体积，判断是否达到预定的体积，若达到则变形结束；若达不到则重新执行步骤2。