CAE在生物醫(yī)療領(lǐng)域中的分析與仿真應(yīng)用

 CAE在生物醫(yī)療領(lǐng)域中的分析問題通常包括生物固體力學(xué)、生物與生理流體力學(xué)、細胞生物力學(xué)、康復(fù)工程力學(xué)、運動系統(tǒng)力學(xué)等。而隨著仿真分析技術(shù)水平的不斷提升以及國內(nèi)外研究學(xué)者對醫(yī)療事業(yè)的不斷重視，在上述的五個方面從試驗和仿真分析以及解析計算三方面有了很大的發(fā)展，尤其是在仿真分析方面，不論是材料本構(gòu)的開發(fā)，還是仿真手段的創(chuàng)新都有許多的新發(fā)展。由于CAE仿真的可重復(fù)性、高效率和通用性，廣受研究者們的青睞。

 有限元科技在上述多個領(lǐng)域均具備實際CAE仿真經(jīng)驗，形成了完整的生物醫(yī)療領(lǐng)域CAE解決方案。

 生物固體力學(xué)

 對于常見的生物固體力學(xué)問題，其初始的幾何模型往往是不能直接得到的，需要通過其他手段得到的，我們利用螺旋CT掃描儀器得到DICOM格式的圖像，然后借助三維重建軟件建立三維模型，隨后利用ANSA軟件構(gòu)造網(wǎng)格模型，最后在功能強大的非線性有限元軟件ABAQUS中進行求解，再將結(jié)果導(dǎo)入mETA進行后處理。

 網(wǎng)格劃分與后處理

 在生物醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分中，由于幾何形狀的不規(guī)則和復(fù)合結(jié)構(gòu)的多樣性，因此對于任何的有限元分析，必須具有優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格模型，以確保求解的正確性。

 借助國際公認的最快捷的有限元前后處理軟件ANSA，我們能夠為生物醫(yī)療中的CAE分析提供高質(zhì)量的網(wǎng)格模型。該軟件具備超強的幾何清理功能，面網(wǎng)格劃分與編輯功能，六面體劃分功能，CFD網(wǎng)格劃分與邊界層網(wǎng)格處理，Morphing網(wǎng)格參數(shù)化功能，最強的BatchMesh批處理網(wǎng)格劃分功能，豐富的全主流CAE求解器接口功能等。同時，mETA是一個功能強大的統(tǒng)一CAE分析結(jié)果后處理平臺，可以直接讀取各種主流的結(jié)構(gòu)和流體CAE分析軟件的分析結(jié)果，進行各種需要的后處理工作。

微植體支抗矯治模型

 運動系統(tǒng)仿真

　　目前許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)品繁多，且在開發(fā)的過程中成本較高。產(chǎn)品開發(fā)過程中采用市場調(diào)研—產(chǎn)品方案確定—產(chǎn)品開發(fā)-試驗—量產(chǎn)流程，導(dǎo)致開發(fā)周期長，成本高，沒有充分利用計算機仿真的優(yōu)勢。采用CAE分析方法，由于具有強大的建模功能，能夠?qū)?fù)雜的幾何形狀，材料參數(shù)和不同受力條件下的物體進行參數(shù)化模擬仿真研究，可得到實驗方法無法或難以得到的內(nèi)部信息。

 我們利用Abaqus軟件的運動學(xué)模塊，進行機械運動仿真，可有效解決以上遇到的問題，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和再設(shè)計次數(shù)，設(shè)計出更合理、更符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品，為人體健康提供更高的保障。

組合式多用腰椎間融合器有限元模型及結(jié)果應(yīng)力分析

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