一种基于粗化壳的高精度Cosserat模型及方法

本发明公开了一种基于粗化壳的高精度Cosserat模型及方法，用于解决现有Cosserat模型难以对异质材料混合线缆进行高仿真精度弹性仿真的问题。本模型采用Cosserat理论对细长线缆进行建模，运用Kirchhoff‑Love壳理论对线缆的横截面能量进行建模，通过构建材料感知形状函数进行数值粗化减少自由度；同时引入多约束条件模块，支持固定约束、铰接约束、滑动约束等多种约束类型。该模型结合Cosserat模型与Kirchhoff‑Love壳理论优势，通过数值粗化提升计算效率，利用多约束条件精确模拟复杂工况，相比直接有限元法(FEM)以更少自由度提高仿真效率，相比传统Cosserat模型通过材料感知能量函数和多约束条件提升仿真精度，能够更精确计算混合线缆在复杂约束下的局部和全局变形，在高精度模拟异质材料混合线缆领域具有重要应用价值。