几种三维离散元法边界的算法研究和软件设计

在采用基于图元的边界建模方法时,实际应用的图元有些是椭球面、有些是螺旋面。另外,为实现复杂机械部件工作过程的动态仿真,建立虚多边形平面边界和虚多面体边界模型及离散元法计算方法也是必要的。而课题组研制的软件中还没有实现这四种边界的建模。 为此,本文建立了椭球面边界、螺旋面边界、虚多边形平面边界和虚多面体边界的离散元模型,以及球颗粒同上述四种边界的接触判断、接触点坐标和叠合量的求解方法,并在Windows环境下,以VC++6.0为开发工具,按照软件模块化的思想,实现了上述算法。同时采用OpenGL实现了上述四种边界的精确绘制和动态显示,从而实现球颗粒同四种图元边界的接触作用过程动态仿真。 为验证上述四种边界模型和冲突检测算法的正确性,本文还设计了若干实验,对球形颗粒同四种边界的碰撞过程进行仿真。通过观察可知,仿真结果同实际情况比较接近,由此初步验证了本文所建立的四种边界模型和算法是正确的。 本文的工作对于进一步完善课题组研制的集成设计分析软件及建立相关机械部件的通用数字化设计方法均有较大意义。