基于机械结构的动态物体设计的研究进展

作者：杜冬; 王士玮; 刘利刚动态机械学多尺度结构运动综合计算设计3d打印

摘要：为了打破传统动态结构设计的专业领域束缚,研究者们提出了一种＂从运动到形式＂的可计算、交互式设计思路,辅以材质分析、运动学与力学仿真、模型分割、结构分析与布局、碰撞检测、3D打印快速成型等技术,自动模拟动态物体设计制造过程,使得缺乏专业知识的普通用户都能设计出个性化的动态物体,大大简化了结构设计,节约了设计成本.虽然可计算的动态机械结构设计已经取得很大进展,但依旧面临许多物理结构、力学分析、环境感知的问题与挑战.本文基于材料选择和结构设计的差异,将现有的研究工作分为微观、中观和宏观多个尺度进行综述,又根据设计目的和运动方式的不同,进一步将其中研究最广的宏观尺度分为运动驱动、形状驱动和功能驱动三类机械结构设计,并分别介绍各自方法的特点和不足,结合新兴技术、用户体验、场景应用等对机械结构设计今后的研究进行了展望.

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