有限元分析研究匯報課件

有限元分析研究匯報有限元分析研究匯報目錄『CONTENT』?第一部分『概述』?第二部分『新方法』?第三部分『新領域』目錄『CONTENT』?第一部分『概述』?第二部分『第一部分『概述』第一部分『概述』概述1有限元法的概念有限元法（FiniteElementMethod）是基于近代計算機的快速發(fā)展而發(fā)展起來的一種近似數(shù)值方法,用來解決力學，數(shù)學中的帶有特定邊界條件的偏微分方程問題（PDE）。而這些偏微分方程是工程實踐中常見的固體力學和流體力學問題的基礎。有限元法的核心思想是“數(shù)值近似”和“離散化”。概述1有限元法的概念概述1有限元分析的基本思路總結構離散化單元力學分析單元組裝總結構分析施加邊界條件結構總反應結構內部某單元的反應分析概述1有限元分析的基本思路總結構離散化單元力學分析單元組裝總第二部分『新方法』第二部分『新方法』新方法2“NURBS”有限元法NURBS是Non-UniformRationalB-Splines的縮寫，是非均勻有理B樣條的意思。用空間樣條曲線來劃分單元。NURBS單元的控制點脫離了單元本身，并且利用B-spline理論上可以把單元的光滑程度提高到無限，而且不會顯著提高計算量。CAD和NURBS的交互可以非常簡單和高效的，甚至可以說是無縫連接。因此在工業(yè)界中十分復雜的模型都可以用CAD進行建模，再用NURBS進行有限元計算。新方法2“NURBS”有限元法NURBS是Non-Unifo新方法2“NURBS”有限元法一些運動物體（如汽車、飛機、船舶等）的外形設計十分重要，可采用NURBS流曲線造型方法對其進行外形設計。算例：根據(jù)NURBS流曲線造型方法，采用人機交互的遺傳算法對7000t散貨船（設計航速18kn）設計水線進行方案設計的數(shù)值算例．設計水線結果及控制頂點分布周圍流場信息新方法2“NURBS”有限元法一些運動物體（如汽車、飛機、船第三部分『新領域』第三部分『新領域』新領域3背景：截止到2011年，中國心血管疾病患者人數(shù)約為2.3億，與常規(guī)外科手術相比，血管內支架存在很多優(yōu)勢。原因：有限元分析法可以分析支架與血管之間的相互作用以及支架自身的物理性能。在醫(yī)學領域的應用——血管支架新領域3背景：截止到2011年，中國心血管疾病患者人數(shù)約為2新領域3ANSYS分析過程：1.建立血管和支架模型。支架采用的是菱形結構，使血管內表面與支架外表面接近無縫配合，對血管起支撐作用。2.定義單元類型為solid186單元。solid186是一個高階3維20節(jié)點固體結構單元，它具有二次位移模式，能夠更好地模擬不規(guī)則的支架。在醫(yī)學領域的應用——血管支架支架三維模型新領域3ANSYS分析過程：在醫(yī)學領域的應用——血管支架支架新領域3ANSYS分析過程：3.定義參數(shù)。彈性模量,泊松比,血液定義為牛頓黏性流體，將血管壁設置為各向同性的線彈性。4.劃分網(wǎng)格，施加約束。支架放入血液后劃分網(wǎng)格的情況如圖所示。在醫(yī)學領域的應用——血管支架支架的網(wǎng)格圖新領域3ANSYS分析過程：在醫(yī)學領域的應用——血管支架支架新領域3ANSYS分析過程：5.有限元分析結果：1）觀察支架附近血流速度的變化情況。沒有支架的血管處的血流速度并不均勻，支架處的血流速度波動較小，血流更穩(wěn)定。2）觀察支架附近切應力變化情況。相比沒有放支架的血管處，支架處的切應力基本無變化，即基本不影響血液的流動。在醫(yī)學領域的應用——血管支架血流速度矢量圖支架附近切應力云圖新領域3ANSYS分析過程：在醫(yī)學領域的應用——血管支架血流新領域3一些結論：ANSYS軟件模擬的結果表明，支架置入之后，支架處的血流速度會變緩，速度波動較小，流動相對較穩(wěn)定。血液流經支架時，壓強會逐漸變小，但變化范圍不大。支架處的切應力基本不變?？偟膩碚f，支架對血液的流動影響很小，能較好地實現(xiàn)其功能。在醫(yī)學領域的應用——血管支架新領域3一些結論：在醫(yī)學領域的應用——血管支架參考文獻4[1]張彥儒,林焰,陸叢紅，等.NURBS流曲線造型新方法及其在船舶設計中應用[J].大連理工大學學報,2017,57(06)：565-570.[2]邢海瑞，朱明，崔躍，等.Ti-Ni合金血管支架的有限元分析及疲勞性能研究[J].稀有金屬,2016,40(10)：976-981.[3]江旭東，滕曉艷，史冬巖，等.冠脈支架對彎曲血管損傷機理的非線性有限元分析[J].功能材料,2015,3(46)：3050-3054.[4]石更強，宋曉冰.基于ANSYS軟件血管支架的有限元分析[J].生物醫(yī)學工程學雜志,2015,5(32)：1004-1008.[5]李紅霞，張藝浩，