基于有限元刚架模型的骨架驱动网格变形算法

• 作者: 周来水 李运平 王志国 王海峰
• 来源期刊: 计算机辅助设计与图形学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 网格变形 有限元方法 刚架 形函数
• 年，卷（期）: 2011,（10）
• 所属期刊栏目: 图形与可视化
• 页码范围: 1700-1706
• 分类号: TP391
• 字数: 4579字
• 语种: 中文

摘要

借鉴刚架结构在力的作用下的变形原理,将线弹性有限元方法应用于网格的变形设计中,结合骨架驱动生物运动的机制和线弹性有限元方法,提出一种运用形函数插值计算网格变形的造型算法.首先通过创建几何模型的低分辨率骨架建立有限元刚架模型,并计算网格模型顶点与梁单元自然坐标间的映射；然后交互地添加边界条件(如固支或铰支)、施加外部载荷(如集中力或力偶)计算刚架的节点位移；最终根据梁单元的形函数插值节点位移得到初始网格模型顶点变形后的新位置.该算法针对几何模型的大变形问题,运用旋转场修正方式避免了大变形的失真；此外,在节点两侧的挠度曲线间构造了C1连续的3次Hermite插值曲线,消除了旋转场修正中的褶皱和纽结现象,实现了网格模型的光滑变形.实验结果表明,该算法可高效地实现伸缩、弯曲、旋转等变形操作.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周来水	南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系	169	2320	21.0	40.0
2	王志国	南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系	30	165	8.0	11.0
3	李运平	南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系	6	18	3.0	3.0
4	王海峰	中国航天科工集团研究院二一零所	2	7	2.0	2.0