MIMICS软件的FEA模块介绍

MIMICS FEA模块可以将扫描输入的数据进行快速处理，输出相应的文件格式，用于FEA（有限元分析）及CFD（计算机模拟流体动力学），用户可用扫描数据建立3D模型，然后对表面进行网格划分以应用在FEA分析中。FEA模块中的网格重新划分功能对FEA的输入数据进行最大限度的优化，基于扫描数据的亨氏单位，可以对体网格进行材质分配。

在MIMICS中通过点云数据建立一个3D模型。

在FEA模块中，使用MIMICS的网格重划功能对3D模型网格进行重新划分。

在FEA模块下输出到Patran Neutral,Ansys 及Abaqus surface等FEA软件。

将表面网格转换成体网格用于前处理（e.g.MSC,Marc,…）

在FEA模块中输入Patran,Ansys,Abaqus体网格文件。

在FEA模块中基于扫描数据对体网格进行材质分配。

在FEA模块中输出材质分配后的体网格到Patran,Ansys,或Abaqus等FEA软件中。

MIMICS网格重划功能：

MIMICS的网格重划功能能显著提高STL模型的质量和处理速度，能方便地将不规则三角片转化成趋近于等边的三角片。在进一步的自动重划功能里，能进行更加专业的半自动或手动划分，以便更好地进行FEA分析。

l 更多的质量控制参数：

MIMICS网格重划功能提供多达14种通用的质量控制参数，用户可以选取合适的方法来计算三角片的质量。

l 简便的自动网格重划功能：

网格重划功能可以自动地提高三角片的质量，它搜索所有在预先设置的质量水平之下的不好的三角片，再把它们转化到可接受的形状。

l 手动网格重划：

在个别情况下，进行自动网格重划后仍有三角片质量低于要求，那么我们可以用手动的方法进行网格重划，网格重划功能提供独特的工具箱来手动修改它们的形状。

提高FE分析中的可靠性及准确性：

MIMICS网格重划功能为所有FEA软件提供了高度自动化的接口，它能显著提高STL模型FEA分析结果的可靠性和精确性。多数FEA工具软件不能进行网格重划后的优化工作，这样必将使最终结果的准确性大打折扣，用MIMICS网格重划功能将得到最优化的文件，然后将优化的结果输出到FEA软件中去。

节省运算时间：

一般来说，进行优化所需时间会比较长，但MIMICS网格重划功能会大大缩短这一时间。

材料分配：

载入体网格数据后，FEA功能基于扫描图像数据为网格的每一个单元计算出享氏单位的灰度值，然后可根据不同的灰度范围定义相应的材料，也可以按密度，或E模量及泊松系数来定义材料。分配了材料的体网格就会被输出给Patran neutral, Ansys 及Abaqus 文件。

l 用均匀方式分配材料：

将体网格中的亨氏单位分成相等的区域，每一区域对应不同的物质，用经验公式将亨氏单位转化成密度值，再把密度值分配给相应的体网格，接着为每一种物质定义E模量及泊松系数。

l 用查表方式分配材料：

在一个XML文件中为灰度值分配相应的密度值，然后在FEA模块中输入这个XML文件，按照XML文件的定义对每一个体网格分配材料，再对每一种材料定义E模量及泊松系数。

手术模拟模块：

MIMICS手术模拟模块是手术模拟应用的平台，可用人体测量分析模版进行细部的数据分析，对骨切开术及分离手术以及植入手术进行模拟，或解释植入手术的过程，有很大帮助。

人体测量分析：

要进行人体测量分析，先选取一个模版，预先设定所需的标记、参照面及测量方式，平面及测量方式所需的标记点被确定之后，平面及测量方式也就被确定下来，如果没有合适的模版，也可以自定义模版。

标记列表：

能对标记点进行创建、拷贝、编辑、删除等操作，在进行以上操作之前每个标记点都有各自的默认属性，可以编辑的特性包括：标记名称、颜色、描述。

平面列表；

第二个列表可以方便用户定义一个或更多可供分析的平面，要定义一个分析面必须先定义标记点或基于一个事先生成的模版中的平面。

测量列表：

有多种方式可供选择以测量角度或距离，对于距离的测量，不论是在两点之间还是一点与一个面之间均可测量，对于角度的测量，可以用三点法及两线法（每条线由两个点决定），注意：测量只能在模版中巳定义的点及面中进行。

手术过程模拟：

MIMICS手术模拟功能为外科手术模拟提供强大的3D工具包，多种模拟骨切开手术及分离手术的工具及STL文件的操作可供选择。

切割：

两种切割工具可供选择：多义线切割及带切割面的多义线切割，在多义线切割中，用户用画线的方法来定义一个切割曲线，切割面垂直于视平面，如果切割深度没有切透，这个切割将是无效的，带切割面的多义线切割法是一个自由的切割工具，可以在3D及2D中进行拖动切割，切割轨迹将在2D及3D中实时显示。

分割：

这一功能可将一个对象分成彼此独立的3D模型，然后建立多个不同的局部3D模型。

融合：

融合功能将所选的不同模型变成一个模型。

镜像：

镜像功能可以将选定的对象沿一个设定的平面或一个巳有平面（从人体数据分析或MEDCAD得来）镜像生成新的对象，可以选取多个对象进行镜像操作。

放置牵引:

经过切割操作后，可从数据库中选取合适的牵引器安放在3D模型上进行对比，因为切割操作不可能是自动进行的，所以操作者必须了解所选牵引器的正确使用方法。

牵引位的调整：

为了模拟牵引器的定位及调整，牵引器移动的分析视图可做参考。

定位功能：

对象可以移动也可以旋转，任意一种操作方式都可以用以达到用户的目的。

有几种对象的修改方式可供选择：沿轴向移动、平面内移动或者沿轴旋转、沿点旋转，当然没有这些限制的操作也是一种选择。

注册功能可方便地用标记点调整对象，也可用鼠标移动来调整对象。

附加功能：

载入的STL文件可被添加到项目管理器中，项目管理器中的STL标签下的按钮可对STL文件进行旋转、移动等操作。

现有一个神经工具：先在2D中画出，然后在项目管理器中添加神经标签。

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