基于運(yùn)動(dòng)模擬的二維排樣算法中碰撞問(wèn)題研究.pdf_第1頁(yè)
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1、二維排樣問(wèn)題是將多個(gè)零件在二維平面內(nèi)進(jìn)行排布,要求零件不重疊,并滿足一定的工藝要求和材料特性。排樣問(wèn)題存在許多行業(yè)中,與實(shí)踐應(yīng)用密切相關(guān)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)資源需求的增長(zhǎng),提高原材料的利用率可有效節(jié)約資源和降低生產(chǎn)成本,對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著較大的影響。
  受到日常生活中的“搖瓶子”和振搗、夯實(shí)等現(xiàn)象啟發(fā),本文考慮將排樣問(wèn)題與力學(xué)(運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué))相結(jié)合,采用物體群運(yùn)動(dòng)模擬排樣過(guò)程。將二維零件抽象為物體,通過(guò)重點(diǎn)研究物體群在限制區(qū)

2、域中的頻繁碰撞問(wèn)題,設(shè)計(jì)合適的算法并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的排樣軟件以實(shí)現(xiàn)二維零件的排樣。
  基于上述思想,本文主要做了以下幾方面的工作:
  (1)圖形表達(dá)。定義零件圖形,通過(guò)讀取零件的Dxf文件,將零件幾何信息保存在點(diǎn)邊列表中,計(jì)算零件相關(guān)要素。討論了AABB包圍盒的計(jì)算、更新及相交測(cè)試方法。
 ?。?)碰撞檢測(cè)。先采用AABB包圍盒對(duì)物體進(jìn)行初步碰撞檢測(cè),再采用分離軸方法進(jìn)行精確檢測(cè)?;诜蛛x軸原理探討了如何確定分離軸,設(shè)計(jì)

3、了投影點(diǎn)集和接觸點(diǎn)集用于記錄碰撞接觸信息,提出了碰撞穿透處理方法,并且針對(duì)不同的接觸類型,將其對(duì)應(yīng)的接觸點(diǎn)集進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
 ?。?)運(yùn)動(dòng)模擬。討論了剛體運(yùn)動(dòng)模擬的受力模型、運(yùn)動(dòng)方程以及相應(yīng)的微分方程求解器。
  (4)碰撞響應(yīng)。采用基于沖量的方法處理兩個(gè)物體之間的碰撞,依據(jù)切向碰沖系數(shù)將摩擦力的計(jì)算轉(zhuǎn)換為切向沖量的計(jì)算。推導(dǎo)了不考慮摩擦力和考慮摩擦力兩種情況下的碰撞響應(yīng)計(jì)算公式,并針對(duì)不同碰撞接觸類型的求解進(jìn)行了探討。

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