Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2412.18631v1

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 图形学

arXiv:2412.18631v1 (cs)
[提交于 2024年12月21日 ]

标题: 非线性弹性材料在小变形和大变形下的调校

标题: Tuning Nonlinear Elastic Materials under Small and Large Deformations

Authors:Huanyu Chen, Jernej Barbic
摘要: 在计算机图形学和工程领域,三维体积固体的非线性弹性材料特性通常通过选择一个材料族来调整,例如圣维南-基尔霍夫(St. Venant Kirchhoff)、线性各向同性旋转(Linear Corotational)、(稳定)新胡克(Neo-Hookean)、奥格登(Ogden)等,然后为该族选择特定参数的值,例如拉梅参数、奥格登指数,或者特定族的任何参数化方式。 然而,这些参数值与直观的材料特性(如物体的“刚度”、体积保持或“非线性程度”)之间的关系并不明确,且调整起来可能很繁琐。 对于一个任意各向同性的超弹性能量密度函数 psi,如果它不是以拉梅参数为参数化的形式给出,甚至不清楚拉梅参数、杨氏模量和泊松比是什么。 从 psi 出发,我们首先给出拉梅参数的简明定义,从而得出杨氏模量和泊松比。 其次,我们提供一种方法来调整物体的三个显著特性,即两个小变形特性(整体“刚度”和体积保持量,由物体的杨氏模量和泊松比规定),以及一个大变形特性(材料非线性)。 我们以一种方式实现这一点,使得这三个特性相互解耦,因此可以独立设置。 这使得一种新的能力成为可能,即“材料归一化”:从两种不同的材料出发,我们可以“归一化”它们,使它们具有相同的微小变形特性,或相同的大型变形非线性行为,或者两者都有。 此外,我们的分析产生了一个有用的理论结果,即它确立了以下结论: 线性各向同性旋转材料(可以说是计算机图形学中最广泛使用的材料)是可能的最简单的非线性材料。
摘要: In computer graphics and engineering, nonlinear elastic material properties of 3D volumetric solids are typically adjusted by selecting a material family, such as St. Venant Kirchhoff, Linear Corotational, (Stable) Neo-Hookean, Ogden, etc., and then selecting the values of the specific parameters for that family, such as the Lame parameters, Ogden exponents, or whatever the parameterization of a particular family may be. However, the relationships between those parameter values, and visually intuitive material properties such as object's "stiffness", volume preservation, or the "amount of nonlinearity", are less clear and can be tedious to tune. For an arbitrary isotropic hyperelastic energy density function psi that is not parameterized in terms of the Lame parameters, it is not even clear what the Lame parameters and Young's modulus and Poisson's ratio are. Starting from psi, we first give a concise definition of Lame parameters, and therefore Young's modulus and Poisson's ratio. Second, we give a method to adjust the object's three salient properties, namely two small-deformation properties (overall "stiffness", and amount of volume preservation, prescribed by object's Young's modulus and Poisson's ratio), and one large-deformation property (material nonlinearity). We do this in a manner whereby each of these three properties is decoupled from the other two properties, and can therefore be set independently. This permits a new ability, namely "normalization" of materials: starting from two distinct materials, we can "normalize" them so that they have the same small deformation properties, or the same large-deformation nonlinearity behavior, or both. Furthermore, our analysis produced a useful theoretical result, namely it establishes that Linear Corotational materials (arguably the most widely used materials in computer graphics) are the simplest possible nonlinear materials.
评论: 6页
主题: 图形学 (cs.GR) ; 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci)
ACM 类: I.3.7
引用方式: arXiv:2412.18631 [cs.GR]
  (或者 arXiv:2412.18631v1 [cs.GR] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.18631
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Jernej Barbic [查看电子邮件]
[v1] 星期六, 2024 年 12 月 21 日 18:05:38 UTC (1,383 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs.GR
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-12
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.mtrl-sci
cs

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号