1.一种基于纳入开尔文粘弹性模型的网格模型的虚拟切割方法,其特征在于,构建开尔文粘弹性模型,所述开尔文粘弹性模型的一般离散控制方程为:其中,Kn是全局刚度矩阵, 是全局滞纳刚度矩阵;
施加滞纳函数的全局滞纳刚度矩阵:
其中Β,φ,Δ∈n中的元素均为常量;δ是虚拟切割材料的参数,b是常数,表示时间;
由虚拟切割材料的参数和切割时间求解[tn,tn+1]时间中的位移增量 再计算每个节点的新位移、应变和应力,产生模拟切口;
所述计算每个节点的新位移、应变和应力具体为依据[tn,tn+1]时间中的位移增量计算:在tn+1时,位移、应力、应变的增量依次为:
σn+1=σn+Δσn;
εn+1=εn+Δεn;
n
其中, Δε=ΣBiΔUi,Βi与φi是应变矩阵:
其中L为常数;
其中,开尔文粘弹性模型在[tn,tn+1]中的应力增量为:Δσn=ΔεnΕk+σ0,n;其中,应力与应变的关系为:其中,Εk是线性松弛系数,表示在时间间隔[tn,tn+1]中由单位阶跃应变增量引起的应力变化,c0,c1,τ1为材料参数;
tn+1时的初始应力为:
2.根据权利要求1所述的基于纳入开尔文粘弹性模型的网格模型的虚拟切割方法,其特征在于,所述开尔文粘弹性模型的本构方程是:其中,σ1表示应力,η是阻尼器的阻尼系数,σ2表示应力的时间导数,Ε2和Ε1分别表示两个弹簧的刚性,ε1表示应变,ε2表示应变的时间导数。
3.根据权利要求1所述的基于纳入开尔文粘弹性模型的网格模型的虚拟切割方法,其特征在于,所述开尔文粘弹性模型中应变和应力的本构关系是:其中,σ表示应力,Ε表示弹性系数,ε表示应变,c0和c1是材料参数,t表示时间,τ1是时间常数。
4.根据权利要求1所述的基于纳入开尔文粘弹性模型的网格模型的虚拟切割方法,其特征在于,所述构建开尔文粘弹性模型之前还包括受力判断步骤:记碰撞区域为A,设定阈值f1,d1和d2,若力小于f1,或A的宽度大于等于d2,则该网格模型仅发生形变;若力大于等于f1,且A的宽度小于d1且大于0,则属于切割情况一;若力大于等于f1,且A的宽度大于等于d1且小于d2,则属于切割情况二;
所述切割情况一具体为:将A视为一条直线L1,读取端点位置,将两个端点设为刚性核,固定不动,复制L1,得到L1、L2,将复制前连在L1上的网格线与A的A上的左侧交点连在L1上,把右侧交点连在L2上,L1、L2因为受力不平衡根据胡克定律F=‑kΔx产生弹性形变,其中k为弹簧劲度系数,仅考虑水平方向受力;
所述切割情况二具体为:将A视为矩形区域,固定宽不动,删除A内的网格线,两条长边因受力不平衡根据胡克定律F=‑kΔx产生弹性形变,仅考虑水平方向受力。