CN114723916A - 一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统，属于3D打印领域，重建完全包裹目标模型的新构造实体模型，对新构造实体模型进行折弯或拍平变形，计算变形后的离散元位移场，进而根据离散元位移场获得目标模型在折弯或拍平变形后各节点的位移值，用此位移值更新目标模型中各节点的原坐标，即可获得折弯或拍平变形移位后的新目标模型。本发明将复杂模型在某个制造阶段某个边界面约束为平面或单曲面时获得整个模型新的构型，尺寸保证一致，待二次成型时进行复原工作，使模型完全不需要支撑，从底面直接一次性成型，免去了人工去除支撑的复杂操作，大大增加了批量化生产效率。

Description

一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统。

背景技术

增量制造技术(快速成型技术)的应用始于20世纪80年代，涵盖产品开发、数据可视化、快速成型和特殊产品制造领域。90年代增量制造技术在生产领域(分批生产、大量生产和分布式制造)的应用有了进一步发展。21世纪早期增量生产在工业生产的金属加工领域也第一次达到了前所未有的规模。21世纪初，增量制造相关器械销量大幅增加，价格大幅下降。增量制造技术同时也派生出许多应用服务，涵盖建筑、工程建造、工业设计、汽车、航空、军事、工程学、口腔和医药工业、生物科技(人体器官移植)、时尚、鞋类、珠宝、眼镜、教务、地理信息系统、饮食等领域。

DLP打印技术(Digital Light Processing 3D Printing)可投射并聚合一整层，当光线照射到树脂上时，它不会像SLA(Stereo Lithography Appearance，光固化成型)那样局限于单个光斑，而是整个层一次形成，这种打印方式兼顾了材料性能和应用的广泛性，同时在TPU树脂类材料上，某些机构利用光和氧气快速地把树脂变为可直接推上市场的产品，电子光合成技术使得产品达到以往无法达到的表面光滑程度、速度和产能。同时，也让设计师和工程师创造出用传统生产方式无法完成的复杂的几何结构，打开了新产品工业化制造的可能性。

由于增材制造逐层成形的工艺特点，模型结构在初始某些部位存在空洞或大悬空时，无法通过已成形的结构对其进行支撑受力，此时需要在打印底板上进行临时支撑布置，在打印过程中竖向支撑需要事先打印成形，后续结构连接于竖向支撑上，待打印结束成品从打印底板上移除后，工作人员需要小心将支撑去除修剪，甚至打磨，方能放进二次固化模具内进行固化作业，这部分操作严重依赖人工，限制量产速度和效率，甚至支撑量的不足会使打印件无法顺利成形。

发明内容

本发明的目的是提供一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统，以在打印时不需要支撑，提高批量化生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种复杂三维模型整体变形数据处理方法，所述方法包括：

获取目标模型并离散化；

根据离散化后的目标模型边界数据，重建三维封闭数据，形成新构造实体模型；所述新构造实体模型完全包裹目标模型，且目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上；

离散化所述新构造实体模型；

对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；

建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间；

将所述离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移；

对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型。

可选的，所述目标模型和所述新构造实体模型均采用Delaunay三角剖分算法进行离散化。

可选的，所述对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场，具体包括：

建立离散化后的新构造实体模型的系统总能量模型；所述系统总能量模型是系统总能量仅与节点位移有关的函数；

根据系统总能量模型，确定最小能量范数式为min{W＝∫_Ωψdx}；其中，W表示系统总能量，Ω表示离散化后的新构造实体模型全空间定义域，ψ表示应变能，ψ是与节点位移有关的量；

对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件

并求解所述最小能量范数式，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；所述待变形部位为需要折弯或拍平的部位；其中，

表示待变形部位边界点的位移，u₀表示常数。

可选的，所述建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间，具体包括：

利用拉格朗日插值法，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间模型为

其中，u(x)表示拉格朗日插值多项式，x表示向量场，k表示总节点数，u_J表示节点J的位移，l_J(x)表示与节点J相接单元的插值基函数，

x_i、x_j分别表示与节点J相接单元内第i、j个节点的坐标，x表示自变量。

可选的，将所述离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移，具体包括：

将所述离散元位移场中的各节点位移分别带入拉格朗日插值函数空间模型，确定离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移。

可选的，所述对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型，具体包括：

利用公式

计算离散化后的目标模型中各节点的新坐标；其中，(X，Y，Z)表示离散化后的目标模型中节点的原始坐标，(X_new，Y_new，Z_new)表示离散化后的目标模型中节点的新坐标，(u(X)，u(Y)，u(Z))表示离散化后的目标模型中节点在待变形部位发生变形后的位移；

根据离散化后的目标模型中各节点的新坐标，确定移位后的新目标模型。

一种复杂三维模型整体变形数据处理系统，所述系统包括：

目标模型获取模块，用于获取目标模型并离散化；

重构模块，用于根据离散化后的目标模型边界数据，重建三维封闭数据，形成新构造实体模型；所述新构造实体模型完全包裹目标模型，且目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上；

离散化模块，用于离散化所述新构造实体模型；

离散元位移场获得模块，用于对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；

拉格朗日插值函数空间建立模块，用于建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间；

位移获得模块，用于将所述离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移；

新目标模型确定模块，用于对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型。

可选的，所述目标模型和所述新构造实体模型均采用Delaunay三角剖分算法进行离散化。

可选的，所述离散元位移场获得模块，具体包括：

系统总能量模型建立子模块，用于建立离散化后的新构造实体模型的系统总能量模型；所述系统总能量模型是系统总能量仅与节点位移有关的函数；

最小能量范数式确定子模块，用于根据系统总能量模型，确定最小能量范数式为min{W＝∫_Ωψdx}；其中，W表示系统总能量，Ω表示离散化后的新构造实体模型全空间定义域，ψ表示应变能，ψ是与节点位移有关的量；

离散元位移场获得子模块，用于对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件

并求解所述最小能量范数式，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；所述待变形部位为需要折弯或拍平的部位；其中，

表示待变形部位边界点的位移，u₀表示常数。

可选的，所述拉格朗日插值函数空间建立模块，具体包括：

拉格朗日插值函数空间模型建立子模块，用于利用拉格朗日插值法，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间模型为

其中，u(x)表示拉格朗日插值多项式，x表示向量场，k表示总节点数，u_J表示节点J的位移，l_J(x)表示与节点J相接单元的插值基函数，

x_i、x_j分别表示与节点J相接单元内第i、j个节点的坐标，x表示自变量。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统，重建能够完全包裹目标模型的新构造实体模型，目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上，对新构造实体模型进行折弯或拍平变形，计算变形后的离散元位移场，进而根据离散元位移场获得目标模型在折弯或拍平变形后各节点的位移值，用此位移值更新目标模型中各节点的原坐标，即可获得折弯或拍平变形移位后的新目标模型。本发明将复杂模型在某个制造阶段某个边界面约束为平面或单曲面时获得整个模型新的构型，尺寸保证一致，待二次成型时进行复原工作，这种加工方法可以降低基础模具的加工难度，并且采用这个方式进行模型打印时，可以使模型完全不需要支撑，从底面直接一次性成型，免去了人工去除支撑的复杂操作，大大增加了批量化生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的复杂三维模型整体变形数据处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的目标模型示意图；

图3为本发明实施例提供的新构造实体模型示意图；

图4为本发明实施例提供的新构造实体离散化模型示意图；

图5为本发明实施例提供的新构造实体模型底部拍平后示意图；

图6为本发明实施例提供的目标模型底部拍平后示意图；

图7为本发明实施例提供的目标模型变形前后对比示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种复杂三维模型整体变形数据处理方法及系统，以在打印时不需要支撑，提高批量化生产效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种复杂三维模型整体变形数据处理方法，如图1所示，方法包括：

步骤S1，获取目标模型并离散化。

目标模型可以为Brep描述或网格描述，可接受封闭结构与非封闭结构。输入3D模型数据，模型格式为STP、IGS或STL等通用格式，其中STL为已离散化的数据结构，其为仅存储模型表面的离散化三角形面片信息(由其三个顶点和外法矢构成)，当输入模型为STP、IGS等格式时，采用Delaunay三角剖分将模型表面离散成三角形片体，存储其顶点和面片信息。当后续步骤得到变形数值时，可将离散化数据中的顶点坐标进行更新，其他拓扑关系不变即可。

步骤S2，根据离散化后的目标模型边界数据，重建三维封闭数据，形成新构造实体模型；新构造实体模型完全包裹目标模型，且目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上。

需要处理的模型往往很复杂甚至有缺陷，很难进行直接的力学模拟计算，因此用一个尺寸近似的物体替代原模型做计算。该实体建立主要目的为简化原模型信息，便于快速利用力学求解算法进行模型空间的变形求解。重建封闭CAD数据，使CAD数据形成新构造实体模型。新构造实体模型须完全包裹住目标模型，所获取的边界信息应为围合成封闭区域，且需进行指定变形的底面须与模型对应面一致且能正常附着。

步骤S3，离散化新构造实体模型。

新构造实体模型进行有限元方法的离散化处理，可采用Delaunay三角剖分算法。

步骤S4，对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场。

示例性的，离散元位移场获得的具体步骤为：建立离散化后的新构造实体模型的系统总能量模型；系统总能量模型是系统总能量仅与节点位移有关的函数；根据系统总能量模型，确定最小能量范数式为min{W＝∫_Ωψdx}；对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件

并求解最小能量范数式，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；待变形部位为需要折弯或拍平的部位。其中，W表示系统总能量，Ω表示离散化后的新构造实体模型全空间定义域，ψ表示应变能，ψ是与节点位移有关的量，

表示待变形部位边界点的位移，u₀表示常数。

假设该实体模型为橡胶类材料，底部需要强制移动到目标零位置，求模型中其他所有点的位移。

因此该模型采用超弹性本构模型来模拟TPU打印材料的变形过程，弹性体内neo-Hookean内能能量模型为：

式中，ψ为应变能，λ、μ为材料的拉梅系数，

E为弹性模量，v为泊松比，J为变形梯度行列式，I_c为格林应变方阵的迹。

其中：

由于无其他外部荷载，系统总能量为：

W＝∫_Ωψdx

ψ中I_c与J仅含有未知数位移u，其余均为已知数。对山积分求和后获得能量公式的二次型表达式：W＝B(u，u)，u即为前述

当系统总能量W最小时u有唯一解，即

且将关于u的二次型化为关于u的一次函数，u即为前述

中的系数u_J，作为未知数利用有限元原理进行计算组装整理后获得如下线性方程组形式：

K.u＝0

其中K为稀疏刚度矩阵(且为非满秩矩阵，需要引入强制位移方能获得唯一解)，u为待求未知数{u₁，u₂，u₃，...，u_n}，1，2...，n代表节点序号，同时亦为多项式

的系数(J为节点号码)。

强制指定边界面上的u_i＝Z_tar-Z_i(Z_tar为目标值，该例中为0，Z_i为i点处Z坐标)，求解该线性方程组获得位移值u，是以离散网格每个结点的位移值的形式获得。

步骤S5，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间。

示例性的，利用拉格朗日插值法，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间模型为

其中，u(x)表示拉格朗日插值多项式，x表示向量场，k表示总节点数，u_J表示节点J的位移，l_J(x)表示与节点J相接单元的插值基函数，

x_i、x_j分别表示与节点J相接单元内第i、j个节点的坐标，x表示自变量。

步骤S6，将离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移。

示例性的，将离散元位移场中的各节点位移分别带入拉格朗日插值函数空间模型，确定离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移。

中的u_J为已经求得的离散元位移场中的各节点位移，l_J(x)此处为已设定好的数值，所以，将离散元位移场中的各节点位移分别带入拉格朗日插值函数空间模型后，直接计算得到节点变形位移。

步骤S7，对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型。

取目标模型离散化后的某个单元节点坐标{X，Y，Z}，计算对应分量的位移值：

u_X＝u(X)，u_Y＝u(Y)，u_Z＝u(Z)

则该点新的坐标值为：

X_new＝X+u(X)，Y_new＝Y+u(Y)，Z_new＝Z+u(Z)

更新步骤S1中三角面片每个顶点的坐标，更新后的坐标即可确定移位后的新目标模型。

本发明的方法包括：获取目标模型，其为3D数据模型；识别模型外轮廓，构造新的填充实体模型；设定目标模型目标面拍平或弯折数据；新构造实体模型通过仿真计算获得折弯或拍平后的位移场数据；将目标模型离散化，将离散化后的基坐标投影至新构造实体位移场空间，获得目标模型离散场的位移数据；修改目标模型离散化模型基坐标，获得折弯或拍平更新后的新模型。该方法可以实现复杂模型在某个制造阶段某个边界面约束为平面或单曲面时获得整个模型新的构型，待二次成型时进行复原工作，且尺寸保证一致，这种加工方案可以降低基础模具的加工难度，特别适用于一些光固化类3D打印工艺，采用这个方式进行模型打印时，可以使模型完全不需要支撑，从底面直接一次性成型，免去了人工去除支撑的复杂操作，大大增加了批量化生产效率。

对于像TPU类软性材料增材制造技术，其材料在打印完成后仍然是半可塑状态，还需要放进二次固化设备中利用定型模具进行二次定型，这种工艺状态下需要加工件在打印时可以适当变形至便于打印的状态，这种状态即无需进行支撑布置，模型某个平面完全附着于成型平板面上，打印完成取下产品后也免去了支撑拆除及修剪工作，非常高效，且产品质量性能平稳可靠。

下面以图2所示的鞋模型为目标模型来进一步阐明本发明的复杂三维模型整体变形数据处理方法。

图2为本发明实施例中输入用于折弯或拍平的目标模型，该模型一般为较复杂的模型，无法通过简单的几何变换进行整体协调变形。该模型若非STL模型，则需要离散化成网格片数据模型，数据结构可参考STL文件：

图3为根据目标模型新构造的实体模型，该模型须完全包裹住目标模型，且需进行指定变形的底面须与模型对应面一致且能正常附着。

图4为新构造实体模型离散化后的模型示意，其结构数据为实体化网格可为：

###节点数据

$Nodes

……

#以下数据含义：1维数据，225号bloc，共13个节点

1 225 0 13

#以下数据含义：节点序号ID

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

#以下数据含义：上述节点序号对应的节点坐标数值X Y Z

……

$EndNodes

#单元信息段

$Elements

……

#以下数据含义：共85个bloc共27056个单元，从1～27056

8527056127056

……

#以下数据含义：单元ID，节点ID_1,节点ID_2,节点ID_3,节点ID_4

……

$EndElements

图5为新构造模型底部拍平后位移数据，图6为目标模型底部拍平后数据。得到节点新的坐标值后更新目标模型中三角面片每个顶点的坐标：

目标模型变形前后对比示意图如图7所示。以此方法不改变目标模型离散拓扑关系，仅将所有坐标变更后即可获得拍平后数据。

本发明的方法可以将指定部位形状固定为标准形态，尤其适合柔软材料的增材制造领域模型处理。

本发明还提供了一种复杂三维模型整体变形数据处理系统，系统包括：

目标模型获取模块，用于获取目标模型并离散化；

重构模块，用于根据离散化后的目标模型边界数据，重建三维封闭数据，形成新构造实体模型；新构造实体模型完全包裹目标模型，且目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上；

离散化模块，用于离散化新构造实体模型；

离散元位移场获得模块，用于对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；

拉格朗日插值函数空间建立模块，用于建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间；

位移获得模块，用于将离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移；

新目标模型确定模块，用于对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型。

目标模型和新构造实体模型均采用Delaunay三角剖分算法进行离散化。

离散元位移场获得模块，具体包括：

系统总能量模型建立子模块，用于建立离散化后的新构造实体模型的系统总能量模型；系统总能量模型是系统总能量仅与节点位移有关的函数；

最小能量范数式确定子模块，用于根据系统总能量模型，确定最小能量范数式为min{W＝∫_Ωψdx}；其中，W表示系统总能量，Ω表示离散化后的新构造实体模型全空间定义域，ψ表示应变能，ψ是与节点位移有关的量；

离散元位移场获得子模块，用于对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件

并求解最小能量范数式，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；待变形部位为需要折弯或拍平的部位；其中，

表示待变形部位边界点的位移，u₀表示常数。

拉格朗日插值函数空间建立模块，具体包括：

拉格朗日插值函数空间模型建立子模块，用于利用拉格朗日插值法，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间模型为

其中，u(x)表示拉格朗日插值多项式，x表示向量场，k表示总节点数，u_J表示节点J的位移，l_J(x)表示与节点J相接单元的插值基函数，

x_i、x_j分别表示与节点J相接单元内第i、j个节点的坐标，x表示自变量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种复杂三维模型整体变形数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标模型并离散化；

根据离散化后的目标模型边界数据，重建三维封闭数据，形成新构造实体模型；所述新构造实体模型完全包裹目标模型，且目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上；

离散化所述新构造实体模型；

对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；

建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间；

将所述离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移；

对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型。

2.根据权利要求1所述的复杂三维模型整体变形数据处理方法，其特征在于，所述目标模型和所述新构造实体模型均采用Delaunay三角剖分算法进行离散化。

3.根据权利要求1所述的复杂三维模型整体变形数据处理方法，其特征在于，所述对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场，具体包括：

建立离散化后的新构造实体模型的系统总能量模型；所述系统总能量模型是系统总能量仅与节点位移有关的函数；

根据系统总能量模型，确定最小能量范数式为min{W＝∫_Ωψdx}；其中，W表示系统总能量，Ω表示离散化后的新构造实体模型全空间定义域，ψ表示应变能，ψ是与节点位移有关的量；

对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件

并求解所述最小能量范数式，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；所述待变形部位为需要折弯或拍平的部位；其中，

表示待变形部位边界点的位移，u₀表示常数。

4.根据权利要求1所述的复杂三维模型整体变形数据处理方法，其特征在于，所述建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间，具体包括：

利用拉格朗日插值法，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间模型为

其中，u(x)表示拉格朗日插值多项式，x表示向量场，k表示总节点数，u_J表示节点J的位移，

表示与节点J相接单元的插值基函数，

x_i、x_j分别表示与节点J相接单元内第i、j个节点的坐标，x表示自变量。

5.根据权利要求1所述的复杂三维模型整体变形数据处理方法，其特征在于，将所述离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移，具体包括：

将所述离散元位移场中的各节点位移分别带入拉格朗日插值函数空间模型，确定离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移。

6.根据权利要求1所述的复杂三维模型整体变形数据处理方法，其特征在于，所述对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型，具体包括：

利用公式

计算离散化后的目标模型中各节点的新坐标；其中，(X,Y,Z)表示离散化后的目标模型中节点的原始坐标，(X_new,Y_new,Z_new)表示离散化后的目标模型中节点的新坐标，(u(X),u(Y),u(Z))表示离散化后的目标模型中节点在待变形部位发生变形后的位移；

根据离散化后的目标模型中各节点的新坐标，确定移位后的新目标模型。

7.一种复杂三维模型整体变形数据处理系统，其特征在于，所述系统包括：

目标模型获取模块，用于获取目标模型并离散化；

重构模块，用于根据离散化后的目标模型边界数据，重建三维封闭数据，形成新构造实体模型；所述新构造实体模型完全包裹目标模型，且目标模型中待变形部位的边界点位于新构造实体模型对应的边界面上；

离散化模块，用于离散化所述新构造实体模型；

离散元位移场获得模块，用于对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件，并进行最小能量范数求解，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；

拉格朗日插值函数空间建立模块，用于建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间；

位移获得模块，用于将所述离散元位移场投影至拉格朗日插值函数空间，获得离散化后的目标模型中各节点在待变形部位发生变形后的位移；

新目标模型确定模块，用于对离散化后的目标模型中各节点的坐标施加各自节点在待变形部位发生变形后的位移，获得移位后的新目标模型。

8.根据权利要求7所述的复杂三维模型整体变形数据处理系统，其特征在于，所述目标模型和所述新构造实体模型均采用Delaunay三角剖分算法进行离散化。

9.根据权利要求7所述的复杂三维模型整体变形数据处理系统，其特征在于，所述离散元位移场获得模块，具体包括：

系统总能量模型建立子模块，用于建立离散化后的新构造实体模型的系统总能量模型；所述系统总能量模型是系统总能量仅与节点位移有关的函数；

最小能量范数式确定子模块，用于根据系统总能量模型，确定最小能量范数式为min{W＝∫_Ωψdx}；其中，W表示系统总能量，Ω表示离散化后的新构造实体模型全空间定义域，ψ表示应变能，ψ是与节点位移有关的量；

离散元位移场获得子模块，用于对离散化后的新构造实体模型中待变形部位施加狄利克雷条件

并求解所述最小能量范数式，获得离散化后的新构造实体模型在待变形部位发生变形后的离散元位移场；所述待变形部位为需要折弯或拍平的部位；其中，

表示待变形部位边界点的位移，u₀表示常数。

10.根据权利要求7所述的复杂三维模型整体变形数据处理系统，其特征在于，所述拉格朗日插值函数空间建立模块，具体包括：

拉格朗日插值函数空间模型建立子模块，用于利用拉格朗日插值法，建立离散化后的目标模型的拉格朗日插值函数空间模型为

其中，u(x)表示拉格朗日插值多项式，x表示向量场，k表示总节点数，u_J表示节点J的位移，

表示与节点J相接单元的插值基函数，

x_i、x_j分别表示与节点J相接单元内第i、j个节点的坐标，x表示自变量。

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