СБОРНИК
НАУЧНЫХ ТРУДОВ НГТУ

ISSN: 2307-6879
English | Русский

Последний выпуск
№2(92) Апрель - Июнь 2018

Метод соединения деталей при компьютерной сборке изделий

Выпуск № 3 (81) Июль - Сентябрь 2015
Авторы:

И.Е. ЛАНДОВСКАЯ
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/2307-6879-2015-3-146-156
Аннотация
В статье представлен метод соединения деталей при компьютерной сборке изделий из ткани. Ткань рассматривается как система взаимодействующих частиц, которые размещены в точках пересечения продольных и поперечных нитей полотна. Исход-ными данными для построения сеточной модели детали является ее контур (выкройка), который в общем случае представляет собой произвольный многоугольник. Сетка, которой представлена модель тканого материала, должна быть равномерной и иметь квадратную форму ячейки, чтобы действующие силы, возникающие в моделируемом изделии, были приближены по модулю и направлению к силам, возникающим в реальном материале при его деформациях. При моделировании используются физические методы, а именно метод частиц; для решения системы дифференциальных уравнений используется схема с перешагиванием. При таком подходе компьютерная модель ткани способна воспроизводить в виртуальном мире все деформации реальных материалов с достаточно высокой точностью. Предлагаемый подход соеди-нения деталей изделия, представленных равномерной сеткой с квадратной формой ячейки, включает в себя такие этапы, как нахождение месторасположения частиц связей у соединяемых деталей, разработка модели поведения частиц связей в процессе сборки, определение зон напряженности материала после сборки. Метод позволяет производить сборку изделий как на поверхности твердотельного многогранного объекта, так и в его отсутствие. В подтверждение эффективности представленного метода приведены детали базовой конструкции и результаты сборки изделия из хлопчато-бумажной лоскутной ткани на поверхности твердотельного многогранного объекта, представляющего собой манекен женской фигуры.
Ключевые слова: метод соединения деталей изделия, компьютерное моделирование ткани, дискретизация деталей произвольной формы, равномерная сетка, расположение частиц связей на контуре детали, поведение частиц связей при сборке, метод частиц, схема с перешагиванием

Список литературы
1. Ландовская И.Е., Ландовский В.В., Фроловский В.Д. Моделирование из-делий из тканых материалов с учетом их деформационных свойств // Современное состояние естественных и технических наук: сборник материалов XVII Международной научно-практической конференции. – М.: Спутник+, 2014. – С. 76–81.

2. 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. – T. 9. – С. 287–298.

3. Baraff D., Witkin A. Large steps in cloth simulation // Computer graphics and interactive techniques: proceedings of the 25th annual conference (SIGGRAPH'98), Orlando, Florida, USA, 19–24 July 1998. – New York: ACM, 1998. – Р. 43–54. – doi: 10.1145/280814.280821.

4. Breen D, House D. A physically-based model of woven cloth // The Visual Computer. – 1992. – Vol. 8, iss. 5/6. – Р. 264–277. – doi: 10.1007/BF01897114.

5. Chen B, Govindaraj M. A parametric study of fabric drape // Textile Research Journal. – 1996. – Vol. 66, N 1. – Р. 17–24. – doi: 10.1177/004051759606600103.

6. Drape prediction by means of finite-element analysis / J.R. Collier, B.J. Collier, G. O’Toole, S.M. Sargand // Journal of the Textile Institute. – 1991. – Vol. 82, N 1. – Р. 96–107. – doi: 10.1080/00405009108658741.

7. De Jong S., Postle R. A general energy analysis of fabric mechanics using optimal control theory // Textile Research Journal. – 1978. – Vol. 48, N 3. – Р. 127–135. – doi: 10.1177/004051757804800302.

8. Eberhardt B, Weber A., Strasser W. A fast, flexible, particle system model for cloth draping // IEEE Computer Graphics and Applications. – 1996. – Vol. 16, iss. 5. – Р. 52–59. – doi: 10.1109/38.536275.

9. Eischen J.W, Deng S., Clapp T.G. Finite-element modeling and control of flexible fabric parts // IEEE Computer Graphics and Applications. – 1996. – Vol. 16, iss. 5. – Р. 52–59. – doi: 10.1109/38.536277.

10. Hockney R.W., Eastwood J.W. Computer simulation using particles. – New York: McGraw-Hill, 1981. – 523 p.

11. Karnopp D. Computer simulation of stick-slip friction in mechanical dynamic systems // Journal of Dynamics Systems, Measurement, and Control. – 1985. – Vol. 107, iss. 1. – Р. 100–103. – doi: 10.1115/1.3140698.

12. Provot X. Deformation constraints in a mass-spring model to describe rigid cloth behavior / Wayne A. Davis and Przemyslaw Prusinkiewicz // Proceedings of Graphics Interface′95. – Qu'ebec, Canada, 1995. – Р. 147–154.

13. Terzopoulos D., Fleischer K. Deformable models // The Visual Computer. – 1988. – Vol. 4. – Р. 306–331.

14. Volino P, Magnenat-Thalmann N. Comparing efficiency of integration methods for cloth simulation // Proceeding Computer Graphics International (CGI'01), Hong Kong, China, 3–6 July 2001. – Hong Kong, 2001. – Р. 265–272. – doi: 10.1109/CGI.2001.934683.

15. Weil J. The synthesis of cloth objects // ACM SIGGRAPH Computer Graphics. – 1986. – Vol. 20, iss. 4. – Р. 49–54. – doi: 10.1145/15922.15891.
Просмотров: 494