Abaqus在血管支架仿真中的应用

Abaqus对基于面的接触建模，提供了两种方法:

通用接触:允许通过单个交互定义模型的多个或所有区域之间的接触，可以相互作用的表面包括接触域，并可以跨越模型的许多不连通区域。

接触对：描述两个表面之间的接触，需要更加仔细定义接触，必须定义每一种可能的接触对相互作用；对所涉及的表面类型有许多限制。

▲ 通用接触 和 接触对

通用接触算法：

接触域跨越多个物体(刚性和可变形体)，默认域是通过对包含所有单元表面自动定义。该方法适用于具有多个组件和复杂拓扑结构的模型(如支架)，其更容易定义接触模型，尤其是对支架的自接触定义。

▲ 通用接触定义

接触属性：

非默认的接触域和属性可以用来增强接触建模，接触属性包括：接触的Pressure-overclosure关系、摩擦、接触阻尼。

默认的接触属性值为：硬“Hard”接触 Pressure-overclosure关系，在节点接触前没有接触压力，一旦建立接触点，接触压力无限，在Abaqus/Standard中，可以使用“软”接触 (在Abaqus/显式中不可用)；没有摩擦；没有接触阻尼。

虽然需要全局接触属性，但可以分配单个属性来定义接触pressure-overclosure关系、摩擦和接触阻尼。

▲ 接触属性赋予分配

接触域：

使用成对的接触域(而不是所有外部)设置，能够减少接触搜索。

▲ 膨胀步骤中，只包括支架的内表面和膨胀工具的外表面之间的接触

在分析中，成对两两域可以修改，删除不活动的交互，并添加新的交互（仅在Abaqus/显式中可用）

   ▲  收缩步骤，包括支架的外表面与收缩工具的内表面之间的接触

许多情况，从接触域中排除表面比指定包含的表面更为方便。

▲ 在收缩步中，排除与膨胀工具外表面的接触

接触初始化（仅在Abaqus/Standard可用）：

通用接触的默认行为，是调整较小的初始干涉，无应变产生，可用把其当作干涉配合。

▲ 接触初始化定义

补充边-面、边-边算法：
Abaqus/Standard中使用的面对面接触算法，难以解决点/边-面和边-边接触(在支架收缩过程中可能发生)；边-表面的算法，考虑了实体和壳单元建模的三维实体边和最明显的几何特征边，并默认激活带有45度的截止角；边-边算法，考虑了涉及实体特征边和壳周边/特征边的接触。

▲ 特征边的接触设置

通用接触不具备的特点：

• 解析刚体表面（Abaqus/Standard）
• 二维模型（Abaqus/Explicit）
• 基于节点面
• 小滑移
• 粗糙摩擦或拉格朗日摩擦(Abaqus/Standard)

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