基于VTK的三維編織復合材料可視化研究.pdf

1、本文在三維編織技術的基礎上，結合Python、Tkinter和VTK等技術，開發(fā)了三維編織計算機輔助設計分析和可視化系統，并提出矩形組合截面四步法二次三維編織算法和四步法變截面方型編織算法。
　　 該系統可支持四步法方型、四步法圓型、二步法方型、二步法圓型和八步法方型截面的三維編織工藝，同時還支持四步法和二步法矩形組合截面的三維編織、四步法三維變截面編織工藝等。在上述編織工藝中，系統均提供了參數化編織的功能。在四步法和二步法方形

2、編織中，該系統還提供了對三維編織預制件的橫截面進行圖形化界面設計的支持，便于用戶對矩形組合截面進行設計和研究。
　　 該系統根據三維編織對應的編織算法，利用計算機程序產生編織預制件的數據場文件。該數據場文件提供保存三維編織預制件空間模型的功能，為三維編織運動軌跡分析和空間模型可視化的重現等功能奠定了基礎。同時，該系統還支持如下功能：
　　 1.該系統提供了運動過程模擬和運動規(guī)律分析功能。系統通過讀取預制件數據場文件，可以

3、對紗線間隔指定步數的運動過程進行計算機模擬，并分析紗線的運動軌跡和運動路徑。
　　 2.該系統根據三維編織預制件數據場文件，可產生用于控制自動編織機操作的數據文件。
　　 3.該系統提供對三維編織預制件的編織紗空間控制點進行多種樣條插值處理的功能。該功能使可視化模型更接近編織紗線經過打緊和擠壓后的狀態(tài)。
　　 4.在對編織預制件模型提出基本假設后，該系統可展現三維編織的可視化模型。用戶可對該模型進行交互式操作（任

4、意平移、旋轉、縮放和切割等），尤其對模型的X、Y、Z軸向可進行精密的雙向切割。同時提供了獲取模型中指定點位置信息的功能，并具有測量模型上指定兩點距離的功能。
　　 5.該系統還提供了單胞分析功能。系統依據數據場文件，通過單元體分類分析，以不同的顏色對可視化模型中的不同紗線進行著色，并產生供用戶進行交互式操作的、直觀的可視化模型，極大地方便了用戶對三維編織細觀結構的分析。
　　 本文針對矩形組合截面三維編織提出了四步法二次