这篇文章主要来讲讲Mimics怎样应用于生物力学的有限元分析,这个也是现在很多人比较关心的。
很多人或许都有这样的误解,认为Mimics是有限元分析软件,这是个错误的认识。Mimics只是提供了断层扫描图片到生物力学分析的桥梁,而不是一个求解器。做生物力学有限元分析,首先要解决是的模型的问题,接下来是赋材质的问题。为什么要解决这两方面的问题呢?
要进行生物力学有限元分析首先要解决是模型问题,但是这是个难题。
当前的建模软件很多,但是由于解剖结构的复杂性,曲面的任意性,所以当前最高端的CAD软件也没有办法设计出符合需要的解剖结构模型。另外一种方法可能是使用传统的逆向工程的方法,就是对真实的解剖结构进行扫描,然后利用逆向软件进行三维重建。
但是这样做也不可避免的模型不精确的问题,因为采用这种方法只能得到解剖结构的外部轮廓,而对于内部结构就无能为力了。再者,对于结构复杂的组织也是没有办法使用逆向的方法重建的。由于不能得到有限元的模型,所以很长一段时间,解剖结构的生物力学有限元分析都不能很好的开展下去。但是现在国外已经有很多生物力学有限元的分析案例了,因为Mimics可以很好的解决模型问题。
Mimics有强大的基于断层扫描图像的建模功能,这一点是有目共睹的。但是最为重要的是Mimics提供了多个有限元软件的接口,通过这些接口可以将重建的三维模型输出。目前Mimics提供的接口主要有patran、nastran、abaqus、fluent和ansys。
有人可能有这样的想法,这些有限元软件读入Mimics输出的文件,就可以进行有限元分析。这是个错误的想法,首先Mimics三维重建后的模型是面网格格式的模型,所以被读入到有限元软件中不能直接进行有限元分析。
相反地,Mimics输出的面模型,被读入到有限元软件主要是做体网格的划分。前面提到地5个有限元软件,其相应地前处理软件包都可以高效地对Mimics输出的面网格模型进行体网格划分。
生物力学有限元的第二个要解决的问题是赋材质问题。前面提到地5个有限元软件的前处理软件包,在处理生物模型的材质分配的时候,都会有问题。因为生物结构地材质分布不均一,同时各种材质的分布界限是非线性的。
所以使用有限元前处理软件包对生物模型赋材质,达不到很好的结果。Mimics提供了一种高效的材质分配方法,Mimics使用地方法是利用灰度值的方法。
总之,Mimics通过断层扫描图片,可以为生物力学有限元分析提供精确的模型,可以为模型精准的赋材质。
免责声明:本文系网络转载或改编,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删