基于优化的大步长准静态线缆模拟

• 作者: 沈中伟 王青 鲍虎军 黄劲
• 来源期刊: 计算机辅助设计与图形学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 优化 大步长 线缆模拟 接触检测与响应 虚拟装配
• 年，卷（期）: 2011,（1）
• 页码范围: 1-10
• 分类号: TP399
• 字数: 9414字
• 语种: 中文

摘要

由于惯性和时间积分策略的原因,基于求解运动方程的动态线缆模拟往往需要较长时间进入稳定状态,因而它不适合于有着快速收敛要求的交互式虚拟装配等应用.针对此问题,提出了一个稳定快速的优化策略对线缆进行形变模拟,并着重研究了大步长、准静态模拟过程中的接触处理这一关键问题,以积极集法实现了大步长下的接触响应模拟.为提高接触响应的稳定性并避免可能的粘连问题,利用梯度信息进行接触预测,同时借助局部各向异性LM(Levenberg-Marquardt)信赖域法有效地避免抖动.在各种具有代表性的实验中,采用文中方法能在较少的迭代次数内收敛到稳定状态,收敛速度比动态模拟速度提高约一个数量级.