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支架模型創(chuàng)建過程：在CAD里面進(jìn)行支架的平面圖設(shè)計(jì)（平面shell）→導(dǎo)入abaqus進(jìn)行幾何分割，shell網(wǎng)格劃分規(guī)則的四邊形→offset為目標(biāo)厚度→使用abaqus網(wǎng)格卷曲工具wrapmesh進(jìn)行網(wǎng)格卷曲→接縫處網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)嚙合。模型簡要描述: 5層折疊球囊，動(dòng)脈斑塊，血管等。

案例25-心臟支架模擬 本案例演示了如何模擬在堵塞動(dòng)脈中進(jìn)行支架替換過程中和替換后的支架-動(dòng)脈相互作用。 主要用到了下列高階建模技術(shù)： ? 接觸 ? 生死單元 ? 混合u-P公式 ? 非線性穩(wěn)定 簡介 金屬裸露支架是一種能夠有效打開動(dòng)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(dòng)脈和支架之間的力學(xué)作用。

平板支撐力和徑向支撐力是評估冠脈支架力學(xué)性能的兩個(gè)重要方法，研究表明兩種測試方法在表征冠脈支架力學(xué)性方面表現(xiàn)出一致性。平板支撐力的方法較容易實(shí)現(xiàn)，具體方法如圖0.1所示，在拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)上下夾頭分別安裝平板，將被測支架放置于下支撐板上，設(shè)置拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)下壓的速度，上壓板開始接觸支架到壓縮到一定行程，傳感器記錄該過程的位移和力的數(shù)據(jù)。

人工支架是治療冠心病的一種常用方法。人工支架可以增加流向心臟的血液流動(dòng)，但也會(huì)帶來并發(fā)癥，因?yàn)榛颊?em>心臟周圍的動(dòng)脈具有不規(guī)則的解剖結(jié)構(gòu)。自膨脹式支架是人工支架的一種，它能夠貼合血管，并隨著血管的變化而變化。由于形狀記憶合金在經(jīng)歷相變后會(huì)“記住”其原始形狀，因此它們能夠自我膨脹。

徑向支撐力是支架的重要性能參數(shù)，通過仿真實(shí)現(xiàn)對支架的徑向支撐力進(jìn)行計(jì)算可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本和縮短設(shè)計(jì)周期，是醫(yī)療支架設(shè)計(jì)過程中的重要環(huán)節(jié)，該文章詳細(xì)介紹了支架徑向支撐力提取中涉及的建模、劃分網(wǎng)格、邊界條件設(shè)置、后處理等過程，并且通過不同模型對比對結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。圖1、參考論文圖1是文獻(xiàn)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(jìn)行操作。

或者更具體地說，他們使用了一種基于聚合物的墨水，這種墨水一旦固化就能夠擠壓和拉伸，類似于真正跳動(dòng)的心臟。這是由患者的醫(yī)學(xué)掃描制成的，然后將其轉(zhuǎn)換為 3D 模型并打印出來，從而形成柔軟、解剖學(xué)上準(zhǔn)確的心室和血管外殼。此外，為了重現(xiàn)心臟的跳動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)制作了套筒來包裹可以連接到空氣泵系統(tǒng)的模型，使它們能夠收縮和收縮模型。Roche評論說：“能夠匹配患者的流量和壓力非常令人鼓舞。

結(jié)果表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)后模型力學(xué)性能和抗疲勞性能提升，有效改善支架應(yīng)力不平均的狀態(tài)，為后續(xù)更換鋼材等級(jí)提供參考依據(jù)，提高產(chǎn)品市場競爭力。1 液壓支架等強(qiáng)設(shè)計(jì)分析方法液壓支架等強(qiáng)度優(yōu)化分析包含11種工況、2種模型高度，其中10種工況的模型高度一致，若同時(shí)考慮2種模型高度，數(shù)值分析難度較大。

1 壓縮機(jī)支架分析1.1 有限元模型壓縮機(jī)質(zhì)量為6.5kg，材料為鑄鋁ADC12。對其內(nèi)部復(fù)雜構(gòu)造進(jìn)行簡化建模，并根據(jù)壓縮機(jī)的外殼進(jìn)行實(shí)體solid網(wǎng)格劃分。壓縮機(jī)網(wǎng)格采用tetra四面體網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸選用4mm。壓縮機(jī)支架也為鑄鋁件，亦采用tetra四面體網(wǎng)格。壓縮機(jī)支架作為過渡支架通過長桿螺栓將壓縮機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，其有限元模型如圖1所示。

1.1 簡化模型為了提高強(qiáng)度分析的效率，在分析前對底座進(jìn)行簡化。底座主體結(jié)構(gòu)由鋼板焊接而成，鋼板間的焊縫強(qiáng)度視為與鋼板相同。去掉對強(qiáng)度影響不大的孔、倒角等結(jié)構(gòu)。在簡化模型的同時(shí)，對模型進(jìn)行參數(shù)化建模，方便后續(xù)優(yōu)化使用。需要參數(shù)化建模的尺寸：各重要部位的鋼板厚度，墊塊的長度、寬度，柱窩的高度等。簡化后的模型見圖1.

主要對支架擴(kuò)張前后，血液流動(dòng)分析，針對擴(kuò)張前進(jìn)行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴(kuò)張后血管的流固耦合分析，收費(fèi)內(nèi)容包含四個(gè)文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴(kuò)張過程模擬文件、對擴(kuò)張后的模型進(jìn)行導(dǎo)出并重新劃分網(wǎng)格并對其血液流動(dòng)進(jìn)行模擬，三個(gè)仿真模擬文件（包含結(jié)果）和PPT。 注：本案例和另一視頻課程內(nèi)容一樣。

對于簡單的三維模型可以用ANSYS中自帶的Geometry進(jìn)行模型建立，但是較復(fù)雜的三維模型，用ANSYS建立就比較難建，因此本次光伏支架分析采用Solid Works建立模型，建立的模型先導(dǎo)入Geometry進(jìn)行加載和模型處理，并調(diào)整單位，注意的是光伏支架是裝配體，光伏支架中的每個(gè)零件必須為凍結(jié)狀態(tài)。之后在Model中進(jìn)行處理，建立連接，進(jìn)行網(wǎng)格劃分、載荷施加、求解和后處理。

4、先天性心臟病的血流動(dòng)力學(xué)分析先天性心臟病，如室間隔缺損、法洛四聯(lián)癥、主動(dòng)脈縮窄等，會(huì)導(dǎo)致血流路徑異常，引發(fā)心功能損害，而CFD可量化異常血流對心臟和血管的影響。應(yīng)用場景： 重建先天性心臟病患者的心臟和血管三維模型，模擬異常分流的流速、流量和壓力變化。

4、先天性心臟病的血流動(dòng)力學(xué)分析先天性心臟病，如室間隔缺損、法洛四聯(lián)癥、主動(dòng)脈縮窄等，會(huì)導(dǎo)致血流路徑異常，引發(fā)心功能損害，而CFD可量化異常血流對心臟和血管的影響。應(yīng)用場景： 重建先天性心臟病患者的心臟和血管三維模型，模擬異常分流的流速、流量和壓力變化。

一、問題描述 如下圖所示的支架，一端牢固地焊接在一個(gè)大型結(jié)構(gòu)上，支架的圓孔中穿過一個(gè)相對較軟的桿件，圓孔和桿件用螺紋連接。材料的彈性模量E=21000MPa，泊松比μ=0.3。支架有以下兩種工況，如下圖所示。 1）桿件的一端受到沿Y軸負(fù)方向上的集中力F=2kN，其大小隨時(shí)間變化。除了上述載荷之外，支架的自由端還在局部區(qū)域上受到均布的剪力Ps=36MPa。

預(yù)期結(jié)果的手工計(jì)算 由于模型的復(fù)雜性，我們無法通過簡單的手工計(jì)算來找出我們期望看到的結(jié)果，但我們?nèi)匀豢梢允褂脝栴}的邊界條件和我們從直覺中了解到的信息來計(jì)算出 我們期望看到什么趨勢。 查看模型的四分之一（對稱）部分，我們可以想象如果支架擴(kuò)張會(huì)發(fā)生什么； 我們憑直覺知道，如果我們從內(nèi)部擴(kuò)張支架，我們預(yù)計(jì)支架的總長度（從尖端到尖端）會(huì)減少。

關(guān)于該方法，是我在最近仿真冠脈支架時(shí)發(fā)現(xiàn)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。

本文以鋼結(jié)構(gòu)支架為例，在iSolver軟件中建立鋼結(jié)構(gòu)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(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比。2、模型建立鋼結(jié)構(gòu)支架采用殼單元結(jié)構(gòu)，矩形板長×寬為300mm×180mm，方管邊長為20mm，高度為100mm。

使用Nitiinol作為支架材料。（材料參數(shù)的總結(jié)見表1） 3、導(dǎo)入幾何模型，支架幾何結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于支架幾何結(jié)構(gòu)具有對稱性，為提高效率僅建模了四分之一的幾何部分(圖2)。 圖1 支架幾何結(jié)構(gòu) 圖2 支架幾何形狀的四分之一4、網(wǎng)格幾何圖形。

4．網(wǎng)格劃分5.施加約束槽式太陽能支架的連接采用剛性連接方式，方鋼與太陽能反光板支架底座上的焊接采用剛性連接，底座與反光板支架采用螺栓連接，螺栓與螺栓孔之間的接觸定義為“表面與表面接觸”，法向定義為“硬”接觸，切向定義為“罰”；在模型中反光板的與支架的連接處施加全約束。在反光板的外側(cè)施加于板面相垂直的均布荷載模擬風(fēng)荷載。

在 COMSOL Multiphysics? 中模擬起搏器電極我們這篇博客中討論的教程模型模擬的不是整個(gè)起搏器，而是起搏器的兩個(gè)電極：陰極（工作電極）和陽極（環(huán)形反電極）。 起搏器電極模型的建模域和邊界條件。在我們的模型中，域是周圍的血液和組織，電極和電極支架是模型邊界。域中的電流由遵循麥克斯韋方程的連續(xù)性方程控制。