Croatian Union of Mechanical Engineers and Naval Architects
Abstract
Virtual reality (VR), as a novel technology, represents one of the most powerful tools to assist or even play the major role in many areas, such as development of new designs, training medical practitioners or assembly operators, entertaining industry, etc. On the other hand, the finite element method (FEM) imposed itself as an essential technical support for the needs of computing flexible bodies’ deformational behavior. FEM together with CAD are important ingredients of VR. In the VR applications that imply interactive simulations with flexible bodies included, the efficiency of FEM formulations is of crucial importance. The paper presents a co-rotational FEM-formulation developed to meet the needs of simulating geometrically nonlinear deformational behavior at interactive frame rates. It is presented here in combination with a rather simple linear tetrahedral element. The formulation is enriched with a coupled-mesh technique to enable the usage of rougher FEM models to compute deformational behavior of complex geometries. The advantages of an iterative solver and the solution procedure for both static and dynamic analyses are discussed.Virtualna stvarnost (VR), kao nova tehnologija, predstavlja jednu od najmoćnijih alatki koje podržavaju rad ili čak igraju glavnu ulogu u mnogim područjima, kao što su razvoj novih dizajna, trening liječnika ili montažera, industrija zabave, itd. S druge strane, metoda konačnih elemenata (MKE) se nametnula kao osnovna tehnička podrška za potrebe proračunavanja deformacijskog ponašanja elastičnih tijela. MKE je zajedno s CAD-om, važan dio VR-a. U VR aplikacijama koje podrazumijevaju interaktivnu simulaciju s elastičnim tijelima, efikasnost MKE formulacije je od presudne važnosti. Rad predstavlja korotacijsku MKE formulaciju razvijenu s ciljem simuliranja geometrijski nelinearnog ponašanja u interaktivnoj domeni. Formulacija je predstavljena u kombinaciji s vrlo jednostavnim linearnim elementom tipa tetraedra. Formulacija je proširena tehnikom spregnutih mreža kako bi se omogućilo korištenje grubljih MKE modela za određivanje deformacijskog ponašanja složenih geometrija. Razmotrene su prednosti iterativnog solvera kao i procedura rješavanja statičke i dinamičke analize
