[发明专利]柔性电缆变形仿真方法

摘要

本发明的柔性电缆变形仿真方法包括：1）采用管理属性、显示属性和力学属性描述电缆；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。本发明的柔性电缆变形仿真方法可在虚拟装配环境中对电缆进行实时交互式动态调整，避免了电缆设计中实际物理样机上的反复试安装，从而节省了产品研发周期和成本。

主权项

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。