西安普渡航空仿真主要關注人(rén)體骨肌系統的(de)建模仿真,其主要過程一般包括以下(xià)幾步:首先,利用(yòng)Mimics及geomagic等幾何重構軟件對(duì)CT、MRI等醫學影(yǐng)像進行處理(lǐ),獲得(de)具有較高(gāo)相似性的(de)幾何模型;其次,基于上一步獲得(de)的(de)幾何模型建立有限元數值仿真模型,通(tōng)過試驗對(duì)标對(duì)仿真模型進行進行校核;然後,進行力學仿真,獲得(de)未知工況的(de)計算(suàn)結果。以下(xià)爲常見的(de)幾個(gè)典型應用(yòng)。
1、基于解剖學的(de)3D足部模型非線性有限元仿真
足對(duì)人(rén)體的(de)支撐具有重要作用(yòng),在人(rén)的(de)運動過程中,足的(de)受力是十分(fēn)複雜(zá)的(de),很難通(tōng)過一般的(de)測試手段獲得(de),基于有限元的(de)數值仿真技術能有效的(de)對(duì)足運動過程進行仿真,獲得(de)運動過程中足各部分(fēn)的(de)力學響應,一方面可(kě)以應用(yòng)于醫學分(fēn)析,比如足的(de)健康狀況評估、醫學修複,另一方面可(kě)以用(yòng)于鞋和(hé)鞋墊的(de)設計,通(tōng)過改變足底不同部位壓力的(de)大(dà)小和(hé)分(fēn)布來(lái)評判鞋的(de)舒适性,通(tōng)過不斷優化(huà)設計出最舒适的(de)鞋。
圖 1 足的(de)幾何模型 圖 2 足的(de)有限元模型
圖 3 足骨的(de)應力雲圖 圖 4 足底的(de)壓力雲圖
2 數值仿真在牙科醫學中的(de)應用(yòng)
基于有限元的(de)數值仿真技術正越來(lái)越多(duō)的(de)應用(yòng)于牙科正畸過程研究,主要分(fēn)析對(duì)象爲圖5所示的(de)正畸力對(duì)如圖5所示的(de)顱面複合體的(de)作用(yòng),該方法能夠計算(suàn)在各個(gè)牙齒的(de)平移或遠(yuǎn)端傾翻過程中産生的(de)應力和(hé)變形,如圖7和(hé)圖8所示,通(tōng)過對(duì)不同正畸方案的(de)研究對(duì)比,找到最優的(de)正畸方案,減少牙科醫生對(duì)經驗的(de)依賴,提高(gāo)顧客滿意度。
圖 5 顱面複合體 圖 6 牙體有限元模型
圖 7 牙體上應力雲圖 圖 8 牙體在正畸中的(de)移動方向矢量