[发明专利]柔性电缆变形仿真方法

权利要求书

1.柔性电缆变形仿真方法，其特征在于，包括：

1）采用管理属性、显示属性和力学属性描述电缆；

显示属性，采用面片层、截面层和分支层构成的层次结构显示电缆；面片层，以三角面片为基本单元；截面层，以三角面片组成的圆柱面为基本单元；分支层，通过圆柱面端截面相连接而成；

力学属性，采用弹簧质点模型描述电缆受力变形特性；

质点的运动位移和速度由如下微分方程确定：

式中，质点位于圆柱面端截面圆心处，为质点所受的内力，为质点所受的外力，为质点的质量；

其中，，为弹簧的弹性系数，和分别为质点和质点的位置向量，为弹簧的原长，表示弹簧力的单位矢量，为阻尼器的阻尼系数，和分别为质点和质点的速度向量，为与质点相连的质点数目；

，为模拟操作力的弹簧的弹性系数，和分别为拖拽电缆过程中鼠标的前、后位置；

使用欧拉积分法对上述微分方程进行求解，获得电缆变形后质点在三维空间的位置以及速度；

2）根据管理属性、显示属性和力学属性之间的映射关系，实现电缆的变形显示；

根据变形前后质点位置计算平移量，根据计算旋转量，得到变形前后质点所在端截面顶点的空间位置变换矩阵，和分别为变形前后质点所在端截面的法向矢量；根据空间位置变换矩阵完成面片层三角面片的更新，从而实现电缆的变形显示。

2.如权利要求1所述的柔性电缆变形仿真方法，其特征在于，所述管理属性包括电缆基本信息和接插件信息。

3.如权利要求2所述的柔性电缆变形仿真方法，其特征在于，所述电缆基本信息中电缆材质决定了力学属性中的质点弹簧系数、和。

4.如权利要求1所述的柔性电缆变形仿真方法，其特征在于，所述显示属性还包括电缆的几何信息以及拓扑信息。