MIMICS FEA模塊

MIMICS FEA模塊可以將掃描輸入的數(shù)據(jù)進行快速處理,輸出相應(yīng)的文件格式,用于FEA(有限元分析)及CFD(計算機模擬流體動力學(xué)),用戶可用掃描數(shù)據(jù)建立3D模型,然后對表面進行網(wǎng)格劃分以應(yīng)用在FEA分析中。FEA模塊中的網(wǎng)格重新劃分功能對FEA的輸入數(shù)據(jù)進行最大限度的優(yōu)化,基于掃描數(shù)據(jù)的亨氏單位,可以對體網(wǎng)格進行材質(zhì)分配。


MIMICS中通過點云數(shù)據(jù)建立一個3D模型。


FEA模塊中,使用MIMICS的網(wǎng)格重劃功能對3D模型網(wǎng)格進行重新劃分。


FEA模塊下輸出到Patran Neutral,Ansys Abaqus surfaceFEA軟件。


將表面網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成體網(wǎng)格用于前處理(e.g.MSC,Marc,…


FEA模塊中輸入Patran,Ansys,Abaqus體網(wǎng)格文件。


FEA模塊中基于掃描數(shù)據(jù)對體網(wǎng)格進行材質(zhì)分配。


FEA模塊中輸出材質(zhì)分配后的體網(wǎng)格到Patran,Ansys,AbaqusFEA軟件中。


MIMICS網(wǎng)格重劃功能:


MIMICS的網(wǎng)格重劃功能能顯著提高STL模型的質(zhì)量和處理速度,能方便地將不規(guī)則三角片轉(zhuǎn)化成趨近于等邊的三角片。在進一步的自動重劃功能里,能進行更加專業(yè)的半自動或手動劃分,以便更好地進行FEA分析。


l 更多的質(zhì)量控制參數(shù):


MIMICS網(wǎng)格重劃功能提供多達14種通用的質(zhì)量控制參數(shù),用戶可以選取合適的方法來計算三角片的質(zhì)量。


l 簡便的自動網(wǎng)格重劃功能:


網(wǎng)格重劃功能可以自動地提高三角片的質(zhì)量,它搜索所有在預(yù)先設(shè)置的質(zhì)量水平之下的不好的三角片,再把它們轉(zhuǎn)化到可接受的形狀。


l 手動網(wǎng)格重劃:


在個別情況下,進行自動網(wǎng)格重劃后仍有三角片質(zhì)量低于要求,那么我們可以用手動的方法進行網(wǎng)格重劃,網(wǎng)格重劃功能提供獨特的工具箱來手動修改它們的形狀。


提高FE分析中的可靠性及準(zhǔn)確性:


MIMICS網(wǎng)格重劃功能為所有FEA軟件提供了高度自動化的接口,它能顯著提高STL模型FEA分析結(jié)果的可靠性和精確性。多數(shù)FEA工具軟件不能進行網(wǎng)格重劃后的優(yōu)化工作,這樣必將使最終結(jié)果的準(zhǔn)確性大打折扣,用MIMICS網(wǎng)格重劃功能將得到最優(yōu)化的文件,然后將優(yōu)化的結(jié)果輸出到FEA軟件中去。


節(jié)省運算時間:


一般來說,進行優(yōu)化所需時間會比較長,但MIMICS網(wǎng)格重劃功能會大大縮短這一時間。


材料分配:


載入體網(wǎng)格數(shù)據(jù)后,FEA功能基于掃描圖像數(shù)據(jù)為網(wǎng)格的每一個單元計算出享氏單位的灰度值,然后可根據(jù)不同的灰度范圍定義相應(yīng)的材料,也可以按密度,E模量及泊松系數(shù)來定義材料。分配了材料的體網(wǎng)格就會被輸出給Patran neutral, Ansys Abaqus 文件。


l 用均勻方式分配材料:


將體網(wǎng)格中的亨氏單位分成相等的區(qū)域,每一區(qū)域?qū)?yīng)不同的物質(zhì),用經(jīng)驗公式將亨氏單位轉(zhuǎn)化成密度值,再把密度值分配給相應(yīng)的體網(wǎng)格,接著為每一種物質(zhì)定義E模量及泊松系數(shù)。


l 用查表方式分配材料:


在一個XML文件中為灰度值分配相應(yīng)的密度值,然后在FEA模塊中輸入這個XML文件,按照XML文件的定義對每一個體網(wǎng)格分配材料,再對每一種材料定義E模量及泊松系數(shù)。


手術(shù)模擬模塊:



MIMICS手術(shù)模擬模塊是手術(shù)模擬應(yīng)用的平臺,可用人體測量分析模版進行細(xì)部的數(shù)據(jù)分析,對骨切開術(shù)及分離手術(shù)以及植入手術(shù)進行模擬,或解釋植入手術(shù)的過程,有很大幫助。


人體測量分析:


要進行人體測量分析,先選取一個模版,預(yù)先設(shè)定所需的標(biāo)記、參照面及測量方式,平面及測量方式所需的標(biāo)記點被確定之后,平面及測量方式也就被確定下來,如果沒有合適的模版,也可以自定義模版。


標(biāo)記列表:


能對標(biāo)記點進行創(chuàng)建、拷貝、編輯、刪除等操作,在進行以上操作之前每個標(biāo)記點都有各自的默認(rèn)屬性,可以編輯的特性包括:標(biāo)記名稱、顏色、描述。


平面列表;


第二個列表可以方便用戶定義一個或更多可供分析的平面,要定義一個分析面必須先定義標(biāo)記點或基于一個事先生成的模版中的平面。


測量列表:


有多種方式可供選擇以測量角度或距離,對于距離的測量,不論是在兩點之間還是一點與一個面之間均可測量,對于角度的測量,可以用三點法及兩線法(每條線由兩個點決定),注意:測量只能在模版中巳定義的點及面中進行。


手術(shù)過程模擬:


MIMICS手術(shù)模擬功能為外科手術(shù)模擬提供強大的3D工具包,多種模擬骨切開手術(shù)及分離手術(shù)的工具及STL文件的操作可供選擇。


切割:


兩種切割工具可供選擇:多義線切割及帶切割面的多義線切割,在多義線切割中,用戶用畫線的方法來定義一個切割曲線,切割面垂直于視平面,如果切割深度沒有切透,這個切割將是無效的,帶切割面的多義線切割法是一個自由的切割工具,可以在3D2D中進行拖動切割,切割軌跡將在2D3D中實時顯示。


分割:


這一功能可將一個對象分成彼此獨立的3D模型,然后建立多個不同的局部3D模型。


融合:


融合功能將所選的不同模型變成一個模型。


鏡像:


鏡像功能可以將選定的對象沿一個設(shè)定的平面或一個巳有平面(從人體數(shù)據(jù)分析或MEDCAD得來)鏡像生成新的對象,可以選取多個對象進行鏡像操作。


放置牽引:


經(jīng)過切割操作后,可從數(shù)據(jù)庫中選取合適的牽引器安放在3D模型上進行對比,因為切割操作不可能是自動進行的,所以操作者必須了解所選牽引器的正確使用方法。


牽引位的調(diào)整:


為了模擬牽引器的定位及調(diào)整,牽引器移動的分析視圖可做參考。


定位功能:


對象可以移動也可以旋轉(zhuǎn),任意一種操作方式都可以用以達到用戶的目的。


有幾種對象的修改方式可供選擇:沿軸向移動、平面內(nèi)移動或者沿軸旋轉(zhuǎn)、沿點旋轉(zhuǎn),當(dāng)然沒有這些限制的操作也是一種選擇。


注冊功能可方便地用標(biāo)記點調(diào)整對象,也可用鼠標(biāo)移動來調(diào)整對象。


附加功能:


載入的STL文件可被添加到項目管理器中,項目管理器中的STL標(biāo)簽下的按鈕可對STL文件進行旋轉(zhuǎn)、移動等操作。


現(xiàn)有一個神經(jīng)工具:先在2D中畫出,然后在項目管理器中添加神經(jīng)標(biāo)簽。

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