[发明专利]一种切割形变仿真方法、装置、存储介质及终端设备

权利要求书

1.一种切割形变仿真方法，其特征在于，包括：

获取预先构造的三维软组织模型，所述三维软组织模型包括内部质点和由三角面片组成的表面网络；

在每个步长内更新切割工具和所述表面网络的位置信息；

根据所述切割工具和所述表面网络的位置信息检测所述切割工具是否与所述表面网络中的三角面片相交；

若所述切割工具与所述表面网络中的三角面片相交，则记录所述切割工具与三角面片的接触点；

通过求解所述三维软组织模型内部各个质点的位移梯度来计算所述各个质点每个时间步长的受力；

对所述各个质点每个时间步长的受力进行时间积分，模拟出所述三维软组织模型因受力产生的位移和形变；

确定与记录下的各个所述接触点最接近的三角面片上的各个顶点；

将确定出的所述各个顶点连接起来，得到所述切割工具的切割轨迹；

将所述各个顶点以所述切割轨迹为中心分别拆分成两个对称的新顶点，并且将所述各个顶点所在的边以所述切割轨迹为中心分别拆分成两条对称的新边，拆分得到的新顶点和新边形成所述三维软组织模型的表面切口；

其中，所述三维软组织模型通过以下步骤预先构造：

读取软组织的边界信息，构造所述软组织的几何模型；

在所述几何模型表面设置三角面片，形成所述几何模型的表面网络；

在所述几何模型的内部离散设置各个质点，并计算各个质点对应支持域的邻域点，以及计算所述各个质点的物理属性；

根据设置完成所述各个质点和所述表面网络后的几何模型生成所述三维软组织模型。

2.根据权利要求1所述的切割形变仿真方法，其特征在于，所述通过求解所述三维软组织模型内部各个质点的位移梯度来计算所述各个质点每个时间步长的受力包括：

采用MLS方法求解所述三维软组织模型内部各个质点的位移梯度；

根据所述各个质点的位移梯度计算所述各个质点每个时间步长的受力。

3.根据权利要求2所述的切割形变仿真方法，其特征在于，所述根据所述各个质点的位移梯度计算所述各个质点每个时间步长的受力具体为：根据所述各个质点的位移梯度和预设的第一公式计算所述各个质点每个时间步长的受力；

所述第一公式包括：f_i＝-Δu_iU_i，f_j＝-Δu_jU_i；

其中，f_i是指质点i的受力，f_j是指质点i的邻域点j的受力，u_i是质点i的位移向量，Δu_j是质点i的第j个邻域的位移梯度，U_i是质点i的应变能密度，所述

其中，v_i是质点i的体积，应变ε_i和应力σ_i线性相关，线性柯西应变为

所述各个质点的速度求解公式如下：

其中，v_i是t时刻的速度，f_external是外力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切割形变仿真方法，其特征在于，在确定与记录下的各个所述接触点最接近的三角面片上的各个顶点之前，还包括：

将各个所述接触点所在的三角面片和邻近的三角面片均细分为更小的三角面片。