有限元分析研究匯報(bào)課件

有限元分析研究匯報(bào)有限元分析研究匯報(bào)目錄『CONTENT』?第一部分『概述』?第二部分『新方法』?第三部分『新領(lǐng)域』目錄『CONTENT』?第一部分『概述』?第二部分『第一部分『概述』第一部分『概述』概述1有限元法的概念有限元法（FiniteElementMethod）是基于近代計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種近似數(shù)值方法,用來(lái)解決力學(xué)，數(shù)學(xué)中的帶有特定邊界條件的偏微分方程問(wèn)題（PDE）。而這些偏微分方程是工程實(shí)踐中常見(jiàn)的固體力學(xué)和流體力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)。有限元法的核心思想是“數(shù)值近似”和“離散化”。概述1有限元法的概念概述1有限元分析的基本思路總結(jié)構(gòu)離散化單元力學(xué)分析單元組裝總結(jié)構(gòu)分析施加邊界條件結(jié)構(gòu)總反應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部某單元的反應(yīng)分析概述1有限元分析的基本思路總結(jié)構(gòu)離散化單元力學(xué)分析單元組裝總第二部分『新方法』第二部分『新方法』新方法2“NURBS”有限元法NURBS是Non-UniformRationalB-Splines的縮寫(xiě)，是非均勻有理B樣條的意思。用空間樣條曲線來(lái)劃分單元。NURBS單元的控制點(diǎn)脫離了單元本身，并且利用B-spline理論上可以把單元的光滑程度提高到無(wú)限，而且不會(huì)顯著提高計(jì)算量。CAD和NURBS的交互可以非常簡(jiǎn)單和高效的，甚至可以說(shuō)是無(wú)縫連接。因此在工業(yè)界中十分復(fù)雜的模型都可以用CAD進(jìn)行建模，再用NURBS進(jìn)行有限元計(jì)算。新方法2“NURBS”有限元法NURBS是Non-Unifo新方法2“NURBS”有限元法一些運(yùn)動(dòng)物體（如汽車(chē)、飛機(jī)、船舶等）的外形設(shè)計(jì)十分重要，可采用NURBS流曲線造型方法對(duì)其進(jìn)行外形設(shè)計(jì)。算例：根據(jù)NURBS流曲線造型方法，采用人機(jī)交互的遺傳算法對(duì)7000t散貨船（設(shè)計(jì)航速18kn）設(shè)計(jì)水線進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的數(shù)值算例．設(shè)計(jì)水線結(jié)果及控制頂點(diǎn)分布周?chē)鲌?chǎng)信息新方法2“NURBS”有限元法一些運(yùn)動(dòng)物體（如汽車(chē)、飛機(jī)、船第三部分『新領(lǐng)域』第三部分『新領(lǐng)域』新領(lǐng)域3背景：截止到2011年，中國(guó)心血管疾病患者人數(shù)約為2.3億，與常規(guī)外科手術(shù)相比，血管內(nèi)支架存在很多優(yōu)勢(shì)。原因：有限元分析法可以分析支架與血管之間的相互作用以及支架自身的物理性能。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架新領(lǐng)域3背景：截止到2011年，中國(guó)心血管疾病患者人數(shù)約為2新領(lǐng)域3ANSYS分析過(guò)程：1.建立血管和支架模型。支架采用的是菱形結(jié)構(gòu)，使血管內(nèi)表面與支架外表面接近無(wú)縫配合，對(duì)血管起支撐作用。2.定義單元類(lèi)型為solid186單元。solid186是一個(gè)高階3維20節(jié)點(diǎn)固體結(jié)構(gòu)單元，它具有二次位移模式，能夠更好地模擬不規(guī)則的支架。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架支架三維模型新領(lǐng)域3ANSYS分析過(guò)程：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架支架新領(lǐng)域3ANSYS分析過(guò)程：3.定義參數(shù)。彈性模量,泊松比,血液定義為牛頓黏性流體，將血管壁設(shè)置為各向同性的線彈性。4.劃分網(wǎng)格，施加約束。支架放入血液后劃分網(wǎng)格的情況如圖所示。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架支架的網(wǎng)格圖新領(lǐng)域3ANSYS分析過(guò)程：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架支架新領(lǐng)域3ANSYS分析過(guò)程：5.有限元分析結(jié)果：1）觀察支架附近血流速度的變化情況。沒(méi)有支架的血管處的血流速度并不均勻，支架處的血流速度波動(dòng)較小，血流更穩(wěn)定。2）觀察支架附近切應(yīng)力變化情況。相比沒(méi)有放支架的血管處，支架處的切應(yīng)力基本無(wú)變化，即基本不影響血液的流動(dòng)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架血流速度矢量圖支架附近切應(yīng)力云圖新領(lǐng)域3ANSYS分析過(guò)程：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架血流新領(lǐng)域3一些結(jié)論：ANSYS軟件模擬的結(jié)果表明，支架置入之后，支架處的血流速度會(huì)變緩，速度波動(dòng)較小，流動(dòng)相對(duì)較穩(wěn)定。血液流經(jīng)支架時(shí)，壓強(qiáng)會(huì)逐漸變小，但變化范圍不大。支架處的切應(yīng)力基本不變?？偟膩?lái)說(shuō)，支架對(duì)血液的流動(dòng)影響很小，能較好地實(shí)現(xiàn)其功能。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架新領(lǐng)域3一些結(jié)論：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用——血管支架參考文獻(xiàn)4[1]張彥儒,林焰,陸叢紅，等.NURBS流曲線造型新方法及其在船舶設(shè)計(jì)中應(yīng)用[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào),2017,57(06)：565-570.[2]邢海瑞，朱明，崔躍，等.Ti-Ni合金血管支架的有限元分析及疲勞性能研究[J].稀有金屬,2016,40(10)：976-981.[3]江旭東，滕曉艷，史冬巖，等.冠脈支架對(duì)彎曲血管損傷機(jī)理的非線性有限元分析[J].功能材料,2015,3(46)：3050-3054.[4]石更強(qiáng)，宋曉冰.基于ANSYS軟件血管支架的有限元分析[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2015,5(32)：1004-1008.[5]李紅霞，張藝浩，