mimics代做 生物力学有限元分析代做
建模过程:
1:Mimics16.0建模过程:将CT扫描图像文件导入Mimics16.0软件中,调节图像适合的灰度值,根据设置好的阈值,利用手工编辑图层工具将多余的部分擦除或者补上缺失的部分,从修补好的图层中合成3D模型,对3D模型分别进行wrap和smoothing处理,填补孔和光滑表面,后将模型分别导出为STL格式文件保存。
2:Geomagic Studio 2013建模过程:从Geomagic Studio 2013软件中打开上一步从Mimics16.0保存出来的STL文件,对模型进行去除钉状物和多余特征处理后得到准确的几何模型,然后对模型进行优化光滑处理,使用曲面模块探测模型轮廓线,对变形或者不合理的轮廓进行编辑,适当添加轮廓线方便生成曲面片;曲面片生成成功后生成曲面片并拟合曲面,然后将拟合完成的曲面导出为通用的STP几何模型格式.
3:Solidworks 2014建模过程:将从Geomagic Studio 2013软件中保存出来的STP几何模型文件用SolidWorks2014软件打开,根据软件提示对几何模型进行特征识别和曲面诊断,对有问题的曲面进行修复,使用特征/曲面等模块进行建模建立皮质骨、纤维环、髓核、软骨终板、小关节面模型,对模型进行保存,文件格式保存为SLDPRT零件格式。
腰椎模型
腰椎分析模型
完整的几何模型
4:ANSYS15.0有限元建模过程:将几何模型导入到ANSYS15.0有限元分析软件中,建立Static Structural分析类型,在分析材料库中分别建立皮质骨、松质骨、后方骨质、关节面、髓核、纤维环、终板软骨、钛合金材料属性参数,进入Mechanical工作界面,在geometry中对椎体、钉棒等模型赋予相关的材料,然后在connection中定义模型间的接触类型,其中关节面的接触类型为无摩擦接触,非线性接触,其余接触类型均设置为绑定,即相互之间的关系为固定关系。建立前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、关节囊韧带、横突间韧带、棘间韧带、棘上韧带。接下来对模型进行网格划分,为了保证计算的精度达到分析的要求,对网格的类型和网格大小进行控制,其中网格类型设置为四面体网格,小关节接触面网格大小为1mm,其他设置为2mm。设置边界条件和载荷,模型L5椎体下表面设为固定,在L3椎体上表面施加500N载荷,并于不同方向施加10N·m力矩。
建立Static Structural分析类型
设置材料库
接触类型设置
网格划分图
约束载荷图
分析结果云图
1:Mimics16.0建模过程:将CT扫描图像文件导入Mimics16.0软件中,调节图像适合的灰度值,根据设置好的阈值,利用手工编辑图层工具将多余的部分擦除或者补上缺失的部分,从修补好的图层中合成3D模型,对3D模型分别进行wrap和smoothing处理,填补孔和光滑表面,后将模型分别导出为STL格式文件保存。
2:Geomagic Studio 2013建模过程:从Geomagic Studio 2013软件中打开上一步从Mimics16.0保存出来的STL文件,对模型进行去除钉状物和多余特征处理后得到准确的几何模型,然后对模型进行优化光滑处理,使用曲面模块探测模型轮廓线,对变形或者不合理的轮廓进行编辑,适当添加轮廓线方便生成曲面片;曲面片生成成功后生成曲面片并拟合曲面,然后将拟合完成的曲面导出为通用的STP几何模型格式.
3:Solidworks 2014建模过程:将从Geomagic Studio 2013软件中保存出来的STP几何模型文件用SolidWorks2014软件打开,根据软件提示对几何模型进行特征识别和曲面诊断,对有问题的曲面进行修复,使用特征/曲面等模块进行建模建立皮质骨、纤维环、髓核、软骨终板、小关节面模型,对模型进行保存,文件格式保存为SLDPRT零件格式。
腰椎模型
腰椎分析模型
完整的几何模型
4:ANSYS15.0有限元建模过程:将几何模型导入到ANSYS15.0有限元分析软件中,建立Static Structural分析类型,在分析材料库中分别建立皮质骨、松质骨、后方骨质、关节面、髓核、纤维环、终板软骨、钛合金材料属性参数,进入Mechanical工作界面,在geometry中对椎体、钉棒等模型赋予相关的材料,然后在connection中定义模型间的接触类型,其中关节面的接触类型为无摩擦接触,非线性接触,其余接触类型均设置为绑定,即相互之间的关系为固定关系。建立前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、关节囊韧带、横突间韧带、棘间韧带、棘上韧带。接下来对模型进行网格划分,为了保证计算的精度达到分析的要求,对网格的类型和网格大小进行控制,其中网格类型设置为四面体网格,小关节接触面网格大小为1mm,其他设置为2mm。设置边界条件和载荷,模型L5椎体下表面设为固定,在L3椎体上表面施加500N载荷,并于不同方向施加10N·m力矩。
建立Static Structural分析类型
设置材料库
接触类型设置
网格划分图
约束载荷图
分析结果云图