编织结构的建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于仿真技术领域，提供了一种编织结构的建模方法及装置，所述方法包括：构造具有预设弯度的第一折线段；对所述第一折线段进行镜像复制得到第二折线段，并将所述第一折线段与所述第二折线段按照预设螺旋角组装，形成第一交叉单元；对所述第一交叉单元进行镜像复制得到第二交叉单元，并将所述第一交叉单元和所述第二交叉单元组装，形成线条上下交错的编织结构基本单元；阵列所述编织结构基本单元，得到编织结构的平面展开模型。所述方法使得用户无需编程就能实现编织结构的建模，提高工程分析的效率、节约建模时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仿真
，尤其涉及一种编织结构的建模方法及装置。
技术介绍
编织结构是一种通过交错多于三根的柔性材料(如纺织纱线、金属丝、头发等)而形成的一种复杂结构。由于编织形成的结构具有很好的面外刚度、强度以及抗冲击的特性，因此其被广泛的用在军事、医疗等行业，比如防弹衣、血管支架等。在现代结构设计过程中，借助计算机仿真可以大大缩短设计周期、节约试制测试费用并能提高设计精度。其中有限元仿真则由于能提供机械结构的应力、强度、几何拓扑变化等信息而被广泛应用。但由于编织结构涉及到多线条的交织，线条之间相互交错接触，因此每个线条并不在一个平面上。对于这类结构的三维模型构造，以及要在有限元软件中模拟线条之间在交织点处的滑动和摩擦非常困难。现有的关于编织结构的建模方法主要有两种：一种建模方法是基于商业软件的脚本语言进行复杂的编程操作来进行该结构的建模，另一种建模方法是基于自身开发的应用程序来实现编织结构的建模和仿真。但以上两种方法都需要专业的工程人员进行编程以及构造算法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种编织结构的建模方法及装置，以解决现有技术中对编织结构建模需要专业的工程人员进行编程以及构造算法的技术的问题。本专利技术实施例的第一方面，提供了一种编织结构的建模方法，包括：构造具有预设弯度的第一折线段；对所述第一折线段进行镜像复制得到第二折线段，并将所述第一折线段与所述第二折线段按照预设螺旋角组装，形成第一交叉单元；对所述第一交叉单元进行镜像复制得到第二交叉单元，并将所述第一交叉单元和所述第二交叉单元组装，形成线条上下交错的编织结构基本单元；阵列所述编织结构基本单元，得到编织结构的平面展开模型。本专利技术实施例的第二方面，提供了一种编织结构的建模方法装置，包括：构造模块，用于构造具有预设弯度的第一折线段；第一处理模块，用于对所述第一折线段进行镜像复制得到第二折线段，并将所述第一折线段与所述第二折线段按照预设螺旋角组装，形成第一交叉单元；第二处理模块，用于对所述第一交叉单元进行镜像复制得到第二交叉单元，并将所述第一交叉单元和所述第二交叉单元组装，形成线条上下交错的编织结构基本单元；阵列模块，用于阵列所述编织结构基本单元，得到编织结构的平面展开模型。本专利技术实施例相对于现有技术所具有的有益效果：本专利技术实施例根据编织结构的特点将线条简化为微小角度的折线段，通过简单的折线方法构造编织结构的线条基本单元(即第一折线段)，然后通过镜像复制技术得到第二折线段，并将第一折线段和第二折线段装配形成线条与其相邻线条上下交叉的第一交叉单元，并再次通过镜像复制技术得到第二交叉单元，将第一交叉单元与第二交叉单元组合成编织结构的基本单元，最后沿着两个方向阵列编织结构的基本单元，形成该编织结构的平面型结构，从而使得用户无需编程也能实现编织结构的建模，提高工程分析的效率、节约建模时间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的编织结构的建模方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的第一折线段的构造示意图；图3是本专利技术实施例提供的第一交叉单元的构造示意图；图4是本专利技术实施例提供的编织结构基本单元的构造示意图；图5是本专利技术实施例提供的编织结构的平面型结构的构造示意图；图6是本专利技术实施例提供的圆柱形编织结构的构造示意图；图7是本专利技术实施例二提供的编织结构的建模装置的结构框图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一：图1示出了本专利技术实施例一提供的编织结构的建模方法的实现流程，详述如下：在步骤S101中，构造具有预设弯度的第一折线段。本步骤中，可以通过依次连接三个点来构造具有预设弯度的第一折线段。其中，所述三个点不位于一条直线上。所述第一折线段可以包括两段相连接的线段。两段相连接的线段之间形成一个夹角。该夹角即为第一折线段的弯度。因此，可以通过设置三个点的相互位置关系，使得第一折线段具有预设弯度。具体的，参见图2，三个点分别为点A、点B和点C。点A、点B和点C不位于同一直线上。顺次连接点A、点B和点C，形成一条折线段201，即第一折线段。本实施例中，点A和点C关于点B对称。即，点A到点B的距离等于点C到点B的距离。此时，折线段201为对称的折线段。优选的，根据三个点位于所述第一折线段上的位置关系，可以将三个点分为一个中部点和两个端点。在所述第一折线段的弯折方向上，所述中部点到所述端点的距离等于所述第一折线段线径的一半。其中，所述第一折线段的弯折方向为：中部点到两个端点连线的垂线所对应的方向。参见图2，点A和点C为两个端点，点B为中部点。本实施例中，第一折线段的弯折方向为点B到线段AC的垂直线对应的方向。在第一折线段的弯折方向上，点B到点A或点C的距离均为H。H的取值为：等于第一折线段线径的一半。这样，可以保证在步骤S102中两条折线段交叉时，在中间点的位置是处于一种互相接触的状态。另外，也可以通过顺次连接三个以上的点来构造具有预设弯度的第一折线段。此时，第一折线段包括两条以上的线段。第一折线段的弯度为首尾两个线段之间的夹角。在步骤S102中，对所述第一折线段进行镜像复制得到第二折线段，并将所述第一折线段与所述第二折线段按照预设螺旋角组装，形成第一交叉单元。本步骤中，采用镜像复制技术，对步骤S101中得到的第一折线段进行镜像复制，得到第二折线段。然后，将第一折线段与第二折线段按照预设螺旋角组装到一起，形成第一折线段和第二折线段在中部点的位置相互接触的第一交叉单元。参见图3，采用镜像复制技术，对第一折线段201进行镜像复制得到第二折线段301。然后，将第一折线段201与第二折线段301按照预设螺旋角组装到一起，第一折线段201和第二折线段301在中部点的位置相互接触，形成如图3所示的第一交叉单元401。另外，可以先计算出圆柱形编织结构对应的平面展开模型的宽度，即该圆柱形编织结构的周长。然后根据设计需求，计算一个交叉单元的宽度，等于平面展开模型的宽度除以沿圆柱形编织结构的周向方向分布的第一交叉单元的数目。因此，在步骤S101中可以根据第一交叉单元的宽度对第一折线段进行构造。具体的，涉及到第一折线段201的长度，对应到构造第一折线段201的三个点上，即为三个点之间的相互位置关系。在步骤S103中，对所述第一交叉单元进行镜像复制得到第二交叉单元，并将所述第一交叉单元和所述第二交叉单元组装，形成线条上下交错的编织结构基本单元。本步骤中，通过镜像复制技术对步骤S102中得到的第一交叉单元进行镜像复制，得到第二交叉单元。然后，将第一交叉单元与第二交叉单元组装到一起，使得第一交叉单元中一个折线段上的其中一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编织结构的建模方法，其特征在于，包括：构造具有预设弯度的第一折线段；对所述第一折线段进行镜像复制得到第二折线段，并将所述第一折线段与所述第二折线段按照预设螺旋角组装，形成第一交叉单元；对所述第一交叉单元进行镜像复制得到第二交叉单元，并将所述第一交叉单元和所述第二交叉单元组装，形成线条上下交错的编织结构基本单元；阵列所述编织结构基本单元，得到编织结构的平面展开模型。

【技术特征摘要】
1.一种编织结构的建模方法，其特征在于，包括：构造具有预设弯度的第一折线段；对所述第一折线段进行镜像复制得到第二折线段，并将所述第一折线段与所述第二折线段按照预设螺旋角组装，形成第一交叉单元；对所述第一交叉单元进行镜像复制得到第二交叉单元，并将所述第一交叉单元和所述第二交叉单元组装，形成线条上下交错的编织结构基本单元；阵列所述编织结构基本单元，得到编织结构的平面展开模型。2.根据权利要求1所述的编织结构的建模方法，其特征在于，在所述得到编织结构的平面展开模型之后，还包括：将所述平面展开模型卷绕，形成圆柱形编织结构。3.根据权利要求1所述的编织结构的建模方法，其特征在于，所述构造具有预设弯度的第一折线段具体为：通过依次连接三个点构造对称且具有预设弯度的第一折线段。4.根据权利要求3所述的编织结构的建模方法，其特征在于，根据所述三个点位于所述第一折线段上的位置关系，所述三个点分为中部点和端点；在所述第一折线段的弯折方向上，所述中部点到所述端点的距离等于所述第一折线段线径的一半。5.根据权利要求1所述的编织结构的建模方法，其特征在于，所述阵列所述编织结构基本单元具体为：沿着第一方向和第二方向阵列所述编织结构基本单元；其中，所述第一方向和所述第二方向位于所述编织结构基本单元所处的平面上。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世佳，胡颖，张建伟，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44