支架建模的案例
液壓支架三維建模與運動仿真
液壓支架三維建模與運動仿真.doc
基于Python命令實現ABAQUS網格卷曲（附帶插件） ￥29.9
ABAQUS在非線性計算方面具有優異的表現，但是ABAQUS前處理能力有限，一般通過其他CAD軟件建模導入再簡化模型后進行后面的有限元建模分析。但是如果通過Python在ABAQUS中直接建立CAD模型將大大節省工作量，特別是基于Python在ABAQUS中實現參數化建模。本例介紹一個通過Python語言實現網格卷曲的功能，本例來源于血管支架建模中的需求，在血管支架建模時往往在CAD軟件中先構建展開后的實體模型，然后將其投影到一個柱面上或通過環形折彎，從而形成管筒形的支架。在ABAQUS建模中并沒有類似CAD軟件中的折彎、卷曲或投影的功能，但是可以通過Python來實現ABAQUS中網格的卷曲，從而實現支架的參數化建模。這里只介紹如何實現卷曲，關于支架的ABAQUS自動參數化建模將另起文章統一詳細展開。
卷曲成柱狀后的冠脈支架
關于支架的分析也可以參考江丙云老師課程，鏈接如下：https://www.fangzhenxiu.com/course/930602-tylisten-prcharge/。江老師該課程章節有介紹支架的卷曲建模。
下面是兩個模型卷曲的實例，下文將詳細展開介紹：
平板卷曲前模型
平板卷曲后模型（卷曲180°）
卷曲成環形（360°）
帶孔網板卷曲前模型
帶孔網板卷曲后模型
展開 案例25-心臟支架模擬
案例25-心臟支架模擬
本案例演示了如何模擬在堵塞動脈中進行支架替換過程中和替換后的支架-動脈相互作用。
主要用到了下列高階建模技術：
? 接觸
? 生死單元
? 混合u-P公式
? 非線性穩定
簡介
金屬裸露支架是一種能夠有效打開動脈粥樣硬化和其他堵塞的器件。支架的成功很大程度上取決于動脈和支架之間的力學作用。在支架設計過程和臨床前患者特異性評估時，使用有限元法進行計算已經成為一種研究支架-動脈相互作用的被認可的方法。
可行的支架-動脈有限元模型必須正確反應現象的非線性本質，如生物組織的性質，動脈壁的大變形和支架和動脈之間的滑動接觸。
問題描述
建模包括一個Medtronic driver牌角膜支架和一個被嚴重堵塞的角膜動脈。動脈被簡化為兩層垂直的圓柱體，一層代表動脈壁，一層代表鈣化斑塊。
使用一個非線性靜力學分析來仿真三步的支架搭建過程。
1. 使用提升壓力擴張動脈（血管成形術）
2. 放置支架
3. 使用平均血壓收縮動脈，并在支架和動脈壁之間建立接觸
建模：
心血管支架建模包含三個部分：支架建模，動脈壁和斑塊建模，支架-斑塊接觸建模。
支架建模
創建支架的線模型，并使用BEAM189單元劃分網格
為了簡化模型和計算效率，使用梁單元比使用實體單元更好。支架裝配體直徑3.5mm，長15mm，并有8個冠，用于制造支架的金屬線的截面為圓形，外直徑為0.1mm。雖然支架通常使用鎳鈦記憶合金材料，鎳鈦記憶合金的材料非線性需要單獨的討論，為了演示該問題的建模方法，模型中使用線彈性材料316L鋼替代。
展開 Creo鈑金建模：支架
最終結果如下圖所示。
方法：
1.首先新建一個零件，子類型選擇“鈑金件”。
2.點擊“平面”按鈕，在TOP平面繪制如下圖所示的草圖。
設置厚度為4.5mm，如下圖所示。
3.點擊“拉伸”，在FRONT平面繪制如下圖所示的草圖。
草圖完成后如下圖所示。
設置兩側對稱拉伸，拉伸深度50mm。
4.點擊“法蘭”，設置截面為“I”，設置長度為44mm，角度為0度。
完成。
5.再次點擊“法蘭”，設置長度為87mm，角度為45度。
6.點擊“法蘭”按鈕，設置長度為38mm，角度為45度。
7.鏡像。
8.點擊“拉伸”按鈕，在如下圖所示的位置繪制一個圓。
拉伸貫穿。
9.通過軸陣列創建其他位置的圓孔。
10.倒角。
完成。
文章來源：自學creo
展開 
支架建模案例——精華
! files references
/BATCH
/TITLE,Solid Static Structure Analysis
! Preprocessor
/PREP7
ET,1,SOLID185
BLOCK,-50,50,50,-50,10,-10,
BLOCK,-50,-75,50,-50,60,-60,
WPOFF,,,20
CYL4,0,0,25,,,,-50
VSBV,1,3
VGLUE,ALL
WPCSYS,-1,0
NUMCMP,ALL
/VIEW,,1,1,1,
ESIZE,2,0
VSWEEP,1
VSWEEP,2
EPLOT
FINISH
! SOLVE
/SOL
NSEL,S,LOC,X,-75
N PLOT
CM,CEJD,NODE
D,CEJD,,,,,,ALL
ALLSEL,ALL
CMDELE,CEJD
EPLOT
! files references
/BATCH
/TITLE,Solid Static Structure Analysis
! Preprocessor
/PREP7
ET,1,SOLID185
BLOCK,-50,50,50,-50,10,-10,
BLOCK,-50,-75,50,-50,60,-60,
WPOFF,,,20
CYL4,0,0,25,,,,-50
VSBV,1,3
VGLUE,ALL
WPCSYS,-1,0
NUMCMP,ALL
/VIEW,,1,1,1,
ESIZE,2,0
VSWEEP,1
VSWEEP,2
EPLOT
FINISH
! SOLVE
/SOL
展開 基于solidThinking的嫦娥四號中繼衛星斜裝動量輪支架優化設計
Altair Inspire 對此有相應的解決辦法，采用 Parasolid 的多邊形建模——PolyNURBS，是用多邊形建模的方式解決工程問題，可以直接導入到其他的任何相關軟件進行制造流程的對接。
在衛星斜裝動量輪支架建模中，設計工程師就應用了 Altair Inspire 中的 PolyNURBS 模塊中的包覆、橋接、分割、布爾運算等功能，對拓撲優化設計結果進行重構。從衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析結果可知，基頻滿足剛度要求；校驗材料為 AlSi10Mg（3D 打印常用）；應力小于屈服強度，裕度大于 1，強度設計滿足要求。
衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析
此外，還對衛星斜裝動量輪支架進行了光順處理，實現了對拓撲優化設計結果工藝性及美觀性的兼顧，得到了可以直接 3D 打印制造的設計模型。最后，衛星斜裝動量輪支架選擇航天 529 廠提供的 AlSi10Mg 鋁合金選區激光融化成型工藝（SLM）進行加工，支架減重 50%。
衛星斜裝動量輪支架 3D 打印設計模型及打印成品
最終，通過 Altair Inspire 優化設計的衛星斜裝動量輪支架，在加工完成后，安裝動量輪后在衛星上安裝。同時，按照衛星產品的研制規范，接受了上星驗證、力學驗證、飛行驗證等各項航天級環境試驗，并隨嫦娥四號中繼衛星成功飛行。后續嫦娥四號中繼星將通過 12 次軌道控制飛往地月 L2 平動點 Halo 軌道。
展開 MIDASCivil應用例題的跟隨操作----使用建模助手作移動支架法施工階段分析
MIDASCivil應用例題的跟隨操作----使用建模助手作移動支架法施工階段分析
4使用建模助手作移動支架法施工階段分析.part1.rar
4使用建模助手作移動支架法施工階段分析.part2.rar
4使用建模助手作移動支架法施工階段分析.part3.rar
面向增材制造的嫦娥四號中繼衛星—斜裝動量輪支架優化設計
在衛星斜裝動量輪支架建模中，設計工程師就應用了Altair Inspire中的PolyNURBS模塊中的包覆、橋接、分割、布爾運算等功能，對拓撲優化設計結果進行重構。從衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析結果可知，基頻滿足剛度要求；校驗材料為AlSi10Mg（3D打印常用）；應力小于屈服強度，裕度大于1，強度設計滿足要求。
衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析
此外，還對衛星斜裝動量輪支架進行了光順處理，實現了對拓撲優化設計結果工藝性及美觀性的兼顧，得到了可以直接3D打印制造的設計模型。最后，衛星斜裝動量輪支架選擇航天529廠提供的AlSi10Mg鋁合金選區激光融化成型工藝（SLM）進行加工，支架減重50%。
展開 面向增材制造的嫦娥四號中繼衛星—斜裝動量輪支架優化設計
在衛星斜裝動量輪支架建模中，設計工程師就應用了Altair Inspire中的PolyNURBS模塊中的包覆、橋接、分割、布爾運算等功能，對拓撲優化設計結果進行重構。從衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析結果可知，基頻滿足剛度要求；校驗材料為AlSi10Mg（3D打印常用）；應力小于屈服強度，裕度大于1，強度設計滿足要求。
衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析
此外，還對衛星斜裝動量輪支架進行了光順處理，實現了對拓撲優化設計結果工藝性及美觀性的兼顧，得到了可以直接3D打印制造的設計模型。最后，衛星斜裝動量輪支架選擇航天529廠提供的AlSi10Mg鋁合金選區激光融化成型工藝（SLM）進行加工，支架減重50%。
展開 Abaqus模型導入方法對網格劃分影響
來源：
虛擬Abaqus仿真現實世界
編輯：心印玅經
大部分有限元工程師更愿意花費更多的時間劃分六面體網格，可見六面體網格在分析時是有優勢的，本文分享支架導入的方式對獲取六面體網格的影響，其他較復雜模型可能也同樣適用，如果你學會了，又剛好適合你的模型，那將為你省去很多的時間。
關于該方法，是我在最近仿真冠脈支架時發現的，我使用了不同的3種外觀的支架都是可以滿足使用的，大家快來試試你手中的模型吧。
Abaqus模型導入方法
目前，在使用Abaqus分析時，模型創建一般為以下幾種情況：
①直接使用Abaqus繪制模型，但繪圖不是Abaqus的強項，繪制結構較復雜模型困難；
②大多數情況下使用第三方軟件繪制后導入，如本公眾號分享的abaqus關于導入的模型方法，這種方法一般將文件保存成.step.stp格式，但對于復雜結構的模型導入時可能會被警告提醒。
③用關聯性方法，如solid works與abaqus關聯方法中提到的方法，經驗認為這種方法對于復雜結構導入有很大的優勢。
目前醫療支架建模方法
目前，醫療器械對應的支架在仿真時為了獲得六面體網格，創建方法有兩種，一種是在ABAQUS中創建一個單元，劃分，然后層層加厚，再使用插件卷曲；另一種是在使用第三方軟件繪制后，導入其他第三方軟件劃分六面體網格后導入。前一種沒有規避abaqus的建模缺點，后一種可能導致失真。
展開 330米！世界最高公鐵橋滬通長江大橋主塔成功封頂
1.全橋建模
滬通長江大橋橋型橋式多樣。為了體現BIM技術的整體優勢，除了選取主航道橋、專用航道橋作為BIM技術應用重點外，針對全橋11.072km進行整體建模，全面應用BIM技術。
2.主塔深化設計
在主塔施工深化中應用BIM技術，涉及支架建模、預應力管道、鋼筋、錨座碰撞分析、整體吊裝模擬、施工虛擬建造等內容，將BIM技術應用到施工實踐，推進了主塔施工向工廠化、預制化、裝配化、信息化方向發展，提前發現工了序銜接問題，優化了施工組織設計，提高了現場工作效率。
3.鋼橋智能化建造
由于大橋主體結構(鋼梁)用鋼26萬t，結構復雜、體系龐大，針對鋼梁建造，深入推進了BIM技術。
(1)焊縫質量管理系統
焊接質量管理系統是將現代化的管理手段與先進的網絡通信技術結合，應用于焊接生產過程控制。可通過計算機對焊縫進行編號，設定焊接工藝參數，實時記錄和上傳焊接參數，形成構件"焊縫地圖"，提高焊接的自動化程度與管控水平，防止焊工誤操作，實現主要、關鍵部位焊接過程監控、事后追溯。
(2)數字化預拼裝系統
數字化預拼裝是通過全站儀或攝影技術對實際桿件進行精密測量，獲取預拼桿件的關鍵尺寸信息，將測量結果反饋到設計模型中，通過與設計模型的比較分析，確定通孔率、預拱度等值是否滿足預拼裝驗收要求。
(3)螺栓連接施工系統
該系統能夠通過數顯式扭矩扳手掃描獲取施工計劃和操作人員信息，施擰過程中自動上傳施工扭矩，對異常施工扭矩進行報警，規避高栓的"超擰"和"欠擰"現象，以二維碼形式存儲；實現信息的追蹤管理；同時能減少班前班后標定，提高施工工效。
滬通鐵路作為我國鐵路網沿海通道和長三角地區快速軌道交通網的重要組成部分，是魯東、蘇北與上海、蘇南、浙東間最便捷的鐵路運輸通道。
展開 
BIM技術在中國工程上大放異彩——交通領域
該項目通過應用Bentley解決方案，將大場景復雜環境無人機傾斜攝影測量實景建模技術用于設計，實現了設計基礎數據和設計方式的創新；自主研發定制適合我國市政道路的40多種參數化標準斷面和設計建模工具，大幅提升了工作效率；利用LumenRT進行場景動畫展示，并搭建了BIM協同設計和管理平臺，實現了各專業、各參與方、各階段設計數據與模型的高效協同。通過采用BIM技術，設計修改工作量節省了120人日，初步設計成果校審工作量節省了60人日，管線設計錯誤檢查工作量節省了150人日，縮短項目交付時間43天，節約成本220萬元。
來源：網絡
【iSolver案例分享66】鋼結構支架強度分析
本文以鋼結構支架為例，在iSolver軟件中建立鋼結構支架模型，分析壓力載荷對支架影響，演示了iSolver建模與仿真分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。
2、模型建立
鋼結構支架采用殼單元結構，矩形板長×寬為300mm×180mm，方管邊長為20mm，高度為100mm。 本文通過shell菜單欄中Rectangle選項，建立長×寬為300mm×180mm的板模型，如圖1所示。
圖1鋼結構支架矩形板建模操作
通過Element Edit 菜單欄中Extrude選項，將板模型中的網格邊線拉伸為面單元，拉伸高度為100mm，形成方管模型，如圖2所示。
圖2鋼結構支架方管建模操作
鋼結構支架劃分網格后，模型如圖3所示。
圖3鋼結構支架模型圖
3、賦予材料截面屬性
材料使用Q235鋼，材料屬性如圖4所示。截面屬性如圖5所示，殼單元厚度為1.5mm。
圖4材料參數
圖5截面屬性參數
4、設置邊界條件
對鋼結構支架中的方管底部進行固定約束，矩形板上表面施加0.05N壓力載荷，邊界條件如圖6所示。
展開 ABAQUS-醫療支架壓握與徑向支撐力提取
徑向支撐力是支架的重要性能參數，通過仿真實現對支架的徑向支撐力進行計算可以節約實驗成本和縮短設計周期，是醫療支架設計過程中的重要環節，該文章詳細介紹了支架徑向支撐力提取中涉及的建模、劃分網格、邊界條件設置、后處理等過程，并且通過不同模型對比對結果進行了驗證。
圖1、參考論文
圖1是文獻中常見的徑向支撐力提取方法，該文章也是采用這一方法進行操作。
圖2、支架U-RF圖
圖3、不同結果對比
工程師在仿真過程中常遇見的問題是無法驗證結果的準確性，圖3對三種不同工況支架進行仿真模擬，并對比了結果，驗證了結果的可靠性。
蘋果用戶請看：關于購買費用問題
不使用微信豆購買方法：小商店
推薦閱讀
ABAQUS-三翼球囊折疊與血管支架壓握擴張仿真
ABAQUS-NiTi自擴張支架置入動脈瘤彎曲血管仿真
ABAQUS-覆膜支架植入彎曲血管與撤出仿真
ABAQUS-WrapMesh/UnWrapMesh插件
ABAQUS-醫療器械-冠脈支架、NITI自擴張支架從建模到壓握擴張完整視頻教學（含血管）
以下為詳細操作視頻
展開 唐都醫院：3D打印PEEK植入體治療胡桃夾綜合征
作為正常生理狀態下軟組織的支撐，PEEK 材料的血管外支架具有足夠的強度,能夠保證患者在術后有較好的恢復效果。
04
3D打印助力實現精準化、個性化的血管外支架定制方案
基于3D打印數字化的特點,醫生能夠利用患者自身的影像數據的設計并制作出符合患者生理解剖結構特點的血管外支架，并且在術前醫生能夠在 1：1 的模型上進行術前驗證和規劃，在一定程度上對提高手術的準確度帶來了幫助。唐都醫院在此次胡桃夾綜合征治療手術中，根據患者的病理情況，通過3D打印技術快速完成了手術支架模型的原型設計和驗證，最終使用了FUNMAT HT打印PEEK植入體，幫助患者解除了病痛。
唐都醫院對3D打印方案有著非常深入的研究，特別是在高溫特種材料打印領域的應用，比如PEEK，但是PEEK打印過程中對環境溫度與噴頭溫度要求非常高，所以必須要求3D打印設備具備一個恒溫的環境，針對臨床應用需求，唐都醫院給予了INTAMSYS FUNMAT HT 高度的認可，上海遠鑄智能于2021年5月與唐都醫院簽訂戰略合作協議，雙方將深入探索3D打印材料的不同應用，不斷為醫療應用提高更完整的3D打印解決方案，包含設備，軟件和材料。
展開 