[发明专利]一种基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法

权利要求书

1.一种基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于，包括的步骤如下：

步骤一、获取对象的CT数据和植入物数据，创建覆盖植入物的表层范围数据；

步骤二、将步骤一的CT数据、植入物数据和表层范围数据导入HyperMesh软件进行建模得到基础模型；

步骤三、根据步骤二得到的基础模型，得到内表面shell薄膜；

步骤四、对步骤二得到的基础模型和步骤三得到的内表面shell薄膜进行参数限定，进行运算得到负压吸引形变结果。

2.根据权利要求1所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于:所述负压吸引形变结果为应力变化结果、应变变化结果、减薄率和位移值。

3.根据权利要求2所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于，所述步骤三具体为：

步骤3.1、在步骤二得到的基础模型中，选择HyperMesh-automesh子命令，然后选择要生成surfs，并设定element size和mesh type；

步骤3.2、在TOOL-checkelems中选择2-d命令，对2Delement进行检查，当存在不符合标准值的2Delement时，则返回步骤3.3，当所有2Delement的都符合标准值时，则进入步骤3.4；

步骤3.3、对不符合标准值的2Delement进行调整,然后返回步骤3.2；

步骤3.4、选择3D-elemoffset和solid map生成实体网格，将所有实体网格组成的整体定义为将表层模型；

步骤3.5、在步骤3.4得到表层模型的内表面选择faces，生成内表面shell薄膜。

4.根据权利要求3所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述基础模型有植入物模型和底座模型，植入物模型位于底座模型和表层模型形成的空腔。

5.根据权利要求4所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述步骤四具体为：

步骤4.1、对植入物模型和底座模型通过RIGIDS-RBE2进行缝合，同时在表层模型和内表面shell薄膜设置开口；

步骤4.2、进行参数限定；

步骤4.3、运算得到负压吸引形变结果。

6.根据权利要求5所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述参数限定为底座模型的缝合点自由度限定、植入物模型和表层模型的接触限定、底座模型和表层模型摩擦系数限定、内表面shell薄膜的负压值限定、内表面shell薄膜的负压吸引时间限定、植入物模型的材料属性限定、底座模型的材料属性限定、表层模型的材料属性限定、植入物模型的材料性质限定、底座模型的材料性质限定或者表层模型的材料性质限定中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述应力变化结果为表层模型应力变化结果或者负压吸引时间与植入物模型应力曲线中的至少一种；

所述应变变化结果为表层模型应变变化结果或者植入物模型应变变化结果中的至少一种；

所述减薄率为表层模型的减薄率；

所述位移值为表层模型位移值或者植入物模型位移值中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述负压吸引形变结果的负压引后总能量定义为β₁，并将施加能量定义为β₀，存在0.95β₀≤β₁≤β₀；

所述负压吸引形变结果的沙漏能为0。

9.根据权利要求8所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述步骤一具体为，通过CT扫描仪获取对象的CT数据和植入物数据，通过CAD软件创建覆盖植入物的表层范围数据。

10.根据权利要求9所述的基于内表面负压吸引的动态有限元模拟方法,其特征在于：所述步骤4.3具体为通过RADIOSS动态求解器运算得到负压吸引形变结果；

所述实体网格为四面体、五面体或者六面体；

将所述2Delement的内角定义为γ，当2Delement为三角形时，标准值为30°≤γ≤120°；当2Delement为四边形时，标准值为40°≤γ≤140°。