Ландовская Ирина Евгеньевна,
Фроловский Владимир Дмитриевич,
Ландовский Владимир Владимирович
Аннотация
В статье рассматривается метод соединения деталей при компьютерной сборке изделий из ткани на поверхности твердотельного многогранного объекта. Для представления поверхности тканого материала в пространстве используются физические методы, а именно метод частиц: ткань представляет собой систему взаимосвязанных частиц, движение которых описывается законами механики. Процесс моделирования представляет собой решение системы дифференциальных уравнений с начальными условиями и нахождение траекторий движения частиц с использованием схемы с перешагиванием. Предлагаемый подход включает основные этапы компьютерного моделирования (дискретизация деталей произвольной формы, выявление основных внутренних взаимодействий между частицами модели, нахождение месторасположения частиц связей у соединяемых деталей, определение зон напряженности материала после сборки). Описаны методы экспериментального исследования деформационных свойств тканых материалов. Приведены выражения для расчета сил деформации, возникающих между частицами дискретной модели ткани, учитывающие экспериментально полученные данные. В доказательство соответствия поведения представленной компьютерной модели ткани и реальных образцов материалов приводятся данные экспериментов. В подтверждение результативности метода соединения деталей изделия при сборке на поверхности твердотельного объекта приведены результаты примерки базовой конструкции на виртуальный и реальный объекты, показано выделение цветом зон напряженности материала.
Ключевые слова: метод соединения деталей, компьютерное моделирование ткани, метод частиц, дискретизация деталей произвольной формы, деформационные коэффициенты материала, схема с перешагиванием.
Авторы:
Ландовская Ирина Евгеньевна
окончила Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), с 2011 года аспирант кафедры автоматизированных систем управления НГТУ. Область научных интересов: компьютерное моделирование поведения тканых материалов. Опубликовано 15 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20. Email:nairy@rambler.ru).
Фроловский Владимир Дмитриевич
д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры автоматизированных систем управления Новосибирского государственного технического университета.
Область научных интересов: моделирование и автоматизация процессов геометрического проектирования. Опубликовано 120 научных работ.
(Адрес: 630073, Россия, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20. Email:
frolovskij@corp.nstu.ru).
Ландовский Владимир Владимирович
канд. техн. наук, доцент кафедры автоматизированных систем управления
Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: моделирование процессов сборки трехмерных изде-лий из плоских заготовок. Опубликовано 20 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20. Email:
landovskij@corp.nstu.ru).
Список литературы
- Terzopoulos D., Fleischer K. Deformable models // The Visual Computer. – 1988. – Vol. 4, iss. 6. – P. 306–331. – doi: 10.1007/BF01908877.
- Baraff D., Witkin A. Large steps in cloth simulation // Proceedings of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, SIGGRAPH'98, Orlando, Florida, 19–24 July, 1998. – New York, USA, 1998. – P. 43–54. – doi: 10.1145/280814.280821.
- Volino P., Magnenat-Thalmann N. Comparing efficiency of integration methods for cloth simulation // Proceedings of Computer Graphics International Conference (CGI'01), Hong Kong, 3–6 July 2001. – Los Alamitos, California, 2001. – P. 265–272. –
doi: 10.1109/CGI.2001.934683. - Ascher U.M., Boxerman E. On the modified conjugate gradient method in cloth simulation // The Visual Computer. – 2003. – Vol. 19, iss. 7. – P. 526–531. – doi: 10.1007/s00371-003-0220-4.
- Breen D.E., House D.H., Getto P.H. A physically based particle model of woven cloth // The Visual Computer. – 1992. – Vol. 8, iss. 5. – P. 264–277. – doi: 10.1007/BF01897114.
- Provot X. Deformation constraints in a mass-spring model to describe rigid cloth behavior // Proceedings of Graphics Interface Conference, Qu'ebec, Canada, May 1995. – New York, USA, 1995. – P. 147–154.
- Kawabata S. The standardisation and analysis of hand evaluation: technical report. – Osaka, Japan: The Textile Machinery Society of Japan, 1980. – 97 p.
- Ландовский В.В., Фроловский В.Д. Исследование методов интегрирования дифференциальных уравнений в задаче моделирования поведения ткани на основе метода частиц // Сибирский журнал вычислительной математики. – 2006. – Т. 9, № 3. – С. 287–298.
- Hockney W., Eastwood J. Computer simulation using particles. – New York: CRC Press, 1988. – 540 p.
