基于CT图像建立人体足部骨骼三维有限元模型的研究

讨论了建立人体足部骨骼有限元模型的必要性;针对其形状复杂、数量多、体积小和关节多的特点,分析探讨了基于2 mm层厚的CT图像建立人体足部骨骼三维有限元模型的主要途径。介绍了从CT扫描图像提取骨骼边缘轮廓数据,再分别采用不同的CAD软件建立骨骼轮廓线模型和三维实体模型,最后在ANSYS中建立完整的三维人体足部骨骼有限元模型的过程和结果,并且讨论了利用IGES文件实现不同软件之间的模型转换的有关问题。     

自动生成颅脑冲击响应的图像三维有限元分析

本文用三维有限元方法分析颅脑在气流冲击载荷作用下非线性动力学响应问题,用核磁共振颅脑断层图像输入计算机,采用 Ｃ Ｔ 图像三维再现软件和非规则形体、有限元网格划分软件进行计算,结果得到人体头部冲击波传递、颅脑损伤容限曲线、延髓损伤等,为宇航、交通事故、司法鉴定创伤判断、临床治疗提供科学依据．     

斜交轮胎的三维有限元模型

利用AUTOCAD绘制轮胎断面轮廓图和材料分布图;编写AUTOLISP程序实现CAD与ANSYS的接口;采用ANSYS有限元程序中的三维体单元、层单元建立的斜交轮胎(9.00-20-16PR)的三维有限元模型可有效地用于轮胎的非线性有限元分析。从而进一步完善了斜交轮胎三维有限元模型的技术。     

TES的人体头部3维有限元模型构建

经颅电刺激(TES)的头部3维有限元模型对于理解脑区的电势、电流分布及TES作用机制具有重要意义。为了给TES仿真提供更精确和真实的头部3维实体有限元模型,利用真实成人头部CT影像数据,通过3维图像重建、逆向工程计算及有限元网格划分,对包括头皮、颅骨、脑脊液和脑组织的4层人体头部组织进行有限元实体模型构建。结果表明:该建模方法构建的头部实体模型既保证了真实性,又具有较高的精确度,可以为TES脑区电势及电流分布、电极定位等分析计算提供理想的有限元模型。     

基于CT图像颈椎有限元模型的建立及验证

针对目前在颈部损伤机理的研究中尚未有适合中国人体型特点的全颈椎有限元模型的情况,采用CT技术获取中国50百分位人体颈椎数据,并以此建立了全颈椎有限元模型.模型采用映射网格划分方法对松质骨、椎间盘和韧带等结构进行了划分,利用现有的颈椎材料参数进行比例和功能缩放来定义稀缺的材料参数.整个模型共有22 512个实体单元,14 180个壳/膜单元,模型解剖结构描述细致、准确.最后通过颈椎离体坠落试验对模型的有效性进行验证,验证结果表明,该模型具有良好的生物逼真度,可应用于研究国人颈椎在汽车碰撞事故中的动态响应和损伤机理.     

螺旋锥齿轮的三维弯曲应力有限元分析

根据螺旋锥齿轮副的接触特性及赫兹理论,确定出螺旋锥齿轮轮齿的载荷边界条件,建立了当量螺旋锥齿轮轮齿的三维有限元计算模型,并进行了弯曲强度分析.     

基于CT图像构建听骨链三维有限元模型

目的:初步探讨中耳听骨链传声机制的力学特点。方法:采用1例听力正常者CT图像,建立中耳的三维有限元模型,进行中耳力学分析,观察不同频率下中耳主应变、主应力和位移的变化。结果:低频和中频中耳主应变、主应力变化较大,而在高频阶段变化并不明显,其中200 Hz和在1 000~2 000 Hz阶段变化最为明显,中耳主应力与主应变变化趋势相一致。当刺激音高于2 000 Hz时,中耳听骨链没有位移产生。结论:通过中耳有限元模型可以无创性地研究听骨链传声机制,有利于术前及术后对听骨链进行临床评估。     

多排螺旋CT图像序列的三维小波压缩技术

从多排螺旋CT图像序列"体素"各向同性的特点出发,采用真正三维小波变换和三维空间方向等级树编码(SPIHT)方案,对多排螺旋CT图像序列进行压缩.仿真结果显示该方案在满足诊疗要求图像质量的前提下获得较为理想的压缩比.     

新生儿颅脑螺旋CT表现对比分析

利用螺旋CT通过66例正常新生儿和71例HIE患儿的颅脑CT扫描影像学数据统计学处理结果表明：正常新生儿脑白质密度偏低,CT值19.0~28.0 Hu,其中95.4%最低值为20 Hu,脑白质边缘多呈“枫叶”状,脑灰质CT值27.6~39.0 Hu;HIE脑白质低密度灶绝大部分CT值小于17.0 Hu,低密度灶边缘表现为“花瓣”状.说明CT诊断对HIE的早期诊断,协助制定治疗方案有较高价值,依据低密度脑水肿是否伴有脑室改变及颅内出血,进行CT型有许多优点.     

仿生种植牙模型的三维有限元分析与结构优化

目的:研究不同弹性模量和厚度的仿生牙周膜对仿生种植牙模型骨界面应力分布的影响,优化仿生种植牙模型的结构.方法:对仿生种植牙三维有限元模型施加100N的载荷,应用三维有限元方法,分别对6种不同弹性模量和5种不同厚度的仿生牙周膜的仿生种植牙三维有限元模型的骨界面进行应力分析.结果:当仿生牙周膜弹性模量为689MPa、膜厚0.25mm左右时,骨界面上的应力最小且分布均匀.结论:在仿生种植牙模型中,取仿生牙周膜厚为0.25mm、弹性模量为689MPa时,能达到模型的结构优化.     

衣架型模头中熔融聚合物流动的三维有限元分析

研究了聚合物熔体在衣架型模头中的等温流动。采用幂律模型描述该熔体的流变行为,通过三维有限元方法对此流动进行模拟,从而得到其速度场的分布情况,并且着重讨论了衣架型模头的几何形状对速度场分布的影响,特别是对出口宽度方向速度均匀性的影响。     

飞机偏心受载加筋板结构的有限元简化建模方法

采用偏心梁、杆板组合两种有限元模型简化方法对偏心受载加筋板结构进行建模,得到的计算结果与实体三维有限元模型的计算结果进行对比。对比结果表明,杆板组合有限元模型能有效、合理地简化偏心受载的加筋板结构。     

路面结构有限元模型的选择

随着有限单元法的发展,许多大型有限元分析软件在工程中得到了广泛应用,但应用这些软件的关键在于如何创建一个能反映实际情况的模型.以路面结构有限元模型的选择为例,详细阐述了在创建模型的过程中应考虑的问题,以及如何优化模型使其与实际相吻合.计算分析结果表明,模型大小和边界条件对路面结构的最大垂直应力和竖向位移值均有影响,尤其对竖向位移值的影响更大.通过对比,对于研究的路面结构采用大小为5 m×5 m×5 m的立方体、边界条件为“固支滑动自由”的模型,其弯沉值与理论计算值最接近,因此能够较好的模拟路面的真实情况,且运算时间较短.     

基于混沌猴群算法的结构有限元模型修正研究

有限元模型修正可转化为优化问题,基于此,将全局寻优算法--混沌猴群算法引入到有限元模型的修正中。利用响应面法,实现结构响应与待修正参数间非线性隐性关系的显式表达,基于最小残差原理,建立优化目标函数;利用混沌猴群算法求解该函数,得到修正后的结构有限元模型。以一个数值算例验证了该方法在结构有限元修正中应用的可行性。本文研究拓宽混沌猴群算法的应用范围,为有限元模型修正提供了一种新的思路。     

基于准三维有限元模型的复合材料层合板强度预测

构建能够求解三维应力的准三维有限元模型,进行基于渐进损伤的复合材料层合板强度预测。此方法能够合理地反映铺层次序和层间应力对最终失效强度的影响,形象地展现面内损伤以及层间损伤的产生及其扩展过程。用此方法模拟了多种铺层的无缺口层合板和带孔层合板在面内拉伸载荷作用下的损伤过程,并进行强度预测。计算结果表明,拉伸强度的预测值和实测值吻合较好。     

Frontal Crash Analysis of a Fully Detailed Car Model Based on Finite Element Method

This paper sets up a highly detailed finite element model of a car for frontal crashworthiness applications, and then explains the characteristics of it. The geometry model is preprocessed by Hypermesh software. The finite element method solver program selected for the simulation is LS-DYNA. After the crash simulation is carefully analyzed, the frontal crash experiment is aimed to validate the finite element model. The simulation results are basically in agreement with the experimental results. The validation of the finite element model is crucial for the further research in optimization of the automotive structure or lightweighting of the vehicle.     

基于X—rayCT的沥青混合料三维重构方法

沥青混合料内部的细微观结构对沥青混合料的路用性能有很大的影响,很有必要开发一种可以进行沥青混合料内部结构受力状况分析的三维重构模型。基于X-rayCT技术,每隔1rrlrn获取沥青混合料试件断层图像,共64张。将控制集料、砂浆、空隙三者之间的阈值进行物质的区分。利用Matlab自编程序完成沥青混合料的三维重构,并提出了一种获取沥青砂浆黏弹性参数的方法。用该模型进行数值模拟后的试验结果与室内试验结果有很好的吻合,验证了本重构方法的正确性。     

快速形成悬索桥结构有限元模型的方法

基于悬索桥结构组成的某些规律性 ,提出了一种快速形成其有限元计算模型的方法 ,避免了因输入大量数据引起的繁琐易错 .汕头海湾大桥的应用实例 ,证明了该方法的可行性     

基于MATLAB的斜拉索有限元模型的建立及应用

综述了斜拉索静动力特性的研究情况,建立了基于MATLAB的斜拉索有限元模型,并通过实例对模型进行了分析。