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织物变形模拟应用于服装计算机辅助设计制造、虚拟服装店、虚拟现实、人物动画、电子游戏等众多领域。随着计算机应用的广泛深入,计算机仿真技术也深入到各个领域。仿真模拟方法可分为几何的方法,物理的方法和混合方法,物理的方法是目前织物模拟的主流。在织物计算机仿真中,合理的几何表示方法,真实地仿真模型一直是重要的研究闯题。
本文通过对现有模型及接触问题深入探索研究,提出一种基于接触分析的三维动力仿真模型。在初始三维服装及人体的模型的基础上,建立服装有限元模型。将织物的物理属性引入有限元模型,采用有限元接触分析处理仿真过程中的接触碰撞问题,实现服装的穿着效果模拟及变形人体、服装的应力位移分析。
本文开发设计了仿真软件。该软件具有以下特点:①实现了基于弹簧质点模型的三维服装造型,使服装造型简单易算,造型效率高;②实现了基于有限元模型的三维效果仿真,具有对织物的材料性能表达多样化的特点;③实现了对织物材质变化引起的织物变形差异的量化分析及对着装人体的应力位移分析。仿真实例的研究说明该模型的可行性和优越性。