自膨胀支架几何参数对服役影响的有限元分析

自膨胀式血管支架的成功服役主要受制作材料和支架几何参数的影响。大波段Z型支架由于其实验室制作工艺简单、便于测试、有好的临床适用性,广泛用于实验分析和有限元分析中。本文主要运用有限元法,分析了自膨式Z型支架几何参数对其力学服役的影响。通过参数化模拟对照,发现增加顶端圆弧半径、增加支撑体长度、增加圆周V型个数均会减小支架径向抗力。但是支架超出血管的尺寸对径向抗力影响不大。对支架脉动受载及易疲劳区位置进行分析表明,支架在服役时,舒张压和收缩压下平均应变和交变应变分布不一致,最先发生疲劳的位置是支架顶端圆弧内侧,受力状态是压缩。     

超弹性镍钛合金血管内支架的有限元分析

镍钛合金由于其优良的机械性能和生物相容性已经被广泛的应用于生物医用领域,然而由于其超弹性为高度非线性的应力 应变关系,如何对其相关器械的性能进行分析与评价是设计人员面临的主要问题。本文介绍了有限元技术中镍钛合金材料模型的建立方法,并利用有限元软件 ANSYS8.0 分析了一种超弹性镍钛合金血管内支架的自膨胀过程。结论为支架释放后,将对支架端部血管产生较高的内应力,这容易损伤此处血管,引起血栓及内膜增生等问题;镍钛合金支架释放后,对应的应力水平只有 300MPa左右,远远小于不锈钢支架的应力值。因此,支架的柔顺性更好,对血管的刺激更小,这对于提高支架的植入效果将有很大的帮助;有限元技术可以方便的对镍钛合金器械进行模拟分析,这对于镍钛合金器械的研制与开发将有很大的帮助。     

镍钛合金超弹性支架抗压缩性能的实验与分析

首先对有限元软件Ansys中镍钛合金材料模型的准确性进行了研究,然后对两种镍钛合金支架的抗压缩性能进行了模拟分析与实验验证,结果证明有限元法可以在一定程度上替代支架原型的测试工作.在此基础上,又进一步系统地分析了一种支架设计中筋的尺寸变化对支架抗压缩性能的影响.结果显示,增加支架筋的宽度和厚度都能够提高支架的抗压缩性能,且这两个方向上尺寸的增加对提高支架抗压缩性能的作用基本相当.     

冠脉支架膨胀过程的有限元模拟

在研究确定了冠脉支架的几何模型、有限元模型、材料模型、边界条件、求解控制的基础上,利用有限元法对冠脉支架的膨胀过程进行了模拟分析,并对分析结果进行了实验验证.结果表明,利用有限元法建立的力学模型可以在不考虑球囊和血管作用的情况下,较好地模拟和分析冠脉支架的实际膨胀过程.通过该方法设计制造的冠脉支架长度缩短率和狗骨头率分别达到1.31%和3.66%,与有限元分析结果吻合良好.该方法可为新型结构冠脉支架的优化设计提供依据.     

不同材料冠状动脉支架膨胀行为分析

冠状动脉支架作为经皮穿刺冠状动脉成形术中保持病变血管畅通的核心器件,其在手术过程中受球囊作用的扩张特性以及球囊撤出后的反弹行为对支架植入术的成功有着重要的影响.利用有限元的方法系统,建立专有支架单独膨胀和血管支架膨胀模型,分析了316L不锈钢和L605钴铬合金两种材料支架筋尺寸和支架扩张尺度的变化及血管对其膨胀行为的影响.结果显示,支架所选材料是决定支架膨胀行为的主要因素,L605材料支架所需的临界内压力及反弹行为明显大于316L不锈钢支架;材料一定时,增加支架筋的宽度或厚度提高支架迅速扩张临界内压力;支架轴向长度的变化只与结构和最终膨胀状态相关.有限元模拟对支架性能的评价和设计有一定指导意义.     

无镍不锈钢冠脉支架力学行为的有限元模拟

以无镍不锈钢为支架材料,以冠脉支架结构为研究对象,对其压缩和扩张过程中的力学行为和柔顺性能进行了模拟计算,研究了支架压握并扩张后的轴向回弹率、径向回弹率以及不同端部网丝宽度支架的变形行为,计算出支架的弯矩-挠度曲线及支架的柔软度。结果表明,所研究的无镍不锈钢支架具有较小的轴向与径向回弹率,在变形过程中表现出良好的弹性弯曲变形性能。     

冠状动脉支架纵向拉伸变形行为有限元分析

纵向强度是冠状动脉支架的一项重要力学性能,因强度不足而导致的支架纵向变形行为已成为经皮冠状动脉支架介入术最严重的并发症之一。运用有限元方法系统地分析了支架的扩张尺度、拉伸力的作用点位置和支撑单元之间的周向连接单元数量与形状对支架纵向拉伸变形行为的影响。结果显示,在支架结构设计参数中,连接单元的数量对支架纵向拉伸变形行为影响最大,增加连接单元的数量可以提高支架抵抗变形能力。连接单元形状对支架纵向拉伸变形行为影响次之,当支架的纵向变形位移为0.5mm且将连接单元形状由S型转换为L型时支架纵向强度可以提高50%。对于同一种连接单元类型的支架,扩张尺度越大的支架越容易发生纵向变形。同时,结果显示支架远端与近端端部比支架中部更容易发生纵向变形。合理调整支架的设计参数可以有效改善支架的纵向拉伸变形行为,所得结论有助于支架设计师优化支架的结构设计以降低支架纵向变形程度。     

基于特征单元的三角形蜂窝异面压缩的有限元分析

目的 研究三角形蜂窝排列方式对三角形蜂窝异面动态压缩性能的影响。方法 借助Ansys/LS-DYNA建立基于特征单元的三角形蜂窝异面动态压缩的有限元分析模型,研究三角形蜂窝排列方式对三角形蜂窝异面压缩性能的影响。结果 将三角形蜂窝胞元阵列模型的有限元分析结果与理论值进行对比,证明三角形蜂窝的有限元模型是可靠的,随后将三角形胞元阵列模型与此研究中采用的特征单元模型计算结果进行对比,结果显示2种有限元计算模型的计算结果一致,证明此研究特征单元结构的选取和模型的建立是可靠的。结论 不同排列方式对三角形蜂窝在异面方向上的动态峰应力和单位体积能量吸收没有影响。     

球面层状弹性轴承结构对其力学行为影响的有限元分析

应用有限元分析方法,通过AYSYS软件对球面层状弹性轴承的力学行为进行了模拟,得到各胶层的应力分布规律,并分析了胶层厚度、注胶孔形状、截面形状三种结构因素对胶层应力分布的影响.研究结果表明:采用柱形注胶孔的第1层和第2层胶层的最大节点应力明显小于采用锥形注胶孔;胶层厚度的合理设计可有效地减小所有胶层的最大节点应力;采用弧形外缘的轴承可以减小胶层间应力的急剧变化,能够延长轴承的使用寿命.     

Finite element analysis of small-scale hot compression testing

This paper models hot compression testing using a dilatometer in loading mode.These small-scale tests provide a high throughput at low cost,but are susceptible to inhomogeneity due to friction and temper-ature gradients.A novel method is presented for correcting the true stress-strain constitutive response over the full range of temperatures,strain-rates and strain.The nominal response from the tests is used to predict the offset in the stress-strain curves due to inhomogeneity,and this stress offset Δσ is applied piecewise to the data,correcting the constitutive response in one iteration.A key new feature is the smoothing and fitting of the flow stress data as a function of temperature and strain-rate,at multiple discrete strains.The corrected model then provides quantitative prediction of the spatial and tempo-ral variation in strain-rate and strain throughout the sample,needed to correlate the local deformation conditions with the microstructure and texture evolution.The study uses a detailed series of 144 hot compression tests of a Zr-Nb alloy.While this is an important wrought nuclear alloy in its own right,it also serves here as a test case for modelling the dilatometer for hot testing of high temperature alloys,particularly those with dual α-β phase microstructures(such as titanium alloys).     

大马力拖拉机驱动桥有限元分析及试验研究

驱动桥作为拖拉机的传动和承载部件,受力较大且使用频繁,通过对桥壳模型的有限元分析,可以验证设计的安全性并可以通过分析结果来改进设计。首先采用Pro/E对拖拉机驱动桥壳、转向节、半轴进行三维建模并导入Hypermesh中进行有限元分析的前处理工作,然后将导出的文件输入ANSYS中进行有限元分析。最后通过桥壳的刚度试验和疲劳试验验证了此驱动桥的安全性,并给出了改进意见。     

Finite element analysis of the behavior of the Scanning Microdeformation Microscope

The scanning microdeformation microscope, as many other scanning probe microscopes developed in the last years, is a kind of ac force microscope using the near-field acoustic interaction. The heart of the system is an electromechanical oscillator made of a silicon cantilever, a diamond or sapphire tip, associated with a bimorph piezoelectric transducer and a specific amplifier. The specificity of the system is the way of detection of the oscillation frequency performed electrically through the admittance of the piezoelectric transducer. In this paper, we describe the technique of detection involved in the microscope. A modelling of the complete behavior of the electromechanical oscillator performed with the finite element method (FEM) (of simulation) is presented. A comparison between experimental and theoretical behavior shows a very good agreement     

锂离子电池充放电过程中的热行为及有限元模拟研究

采用电化学-量热法对LiFePO4锂离子电池在不同倍率下的循环产热进行了系统的研究,并基于热传导理论建立了锂离子电池热模型,采用有限元ANSYS模拟了稳态温度场。结果表明,电池充放电循环过程的总热效应表现为放热现象,发热量和热生成率均与充放电倍率成线性关系,随着倍率的增大而增大。充放电倍率和工作温度对电池内部温度分布有一定的影响。在相同倍率条件下,工作温度越高,电池内部温度场分布均匀性越差。在相同工作温度下,充放电倍率越大,电池内部温度场分布的均匀性越差。     

Finite element analysis of local damage and post-failure behavior for strain-softening solid

A finite element analysis of the viscoplastic-softening model with the evolution of local damage for strain softening material is presented. An effective damage matrix is introduced to consider the influence of isotropic damage on different types of micro-cracking by different states of stress. The localized strain mode with local damage occurs in the post-failure regime of deformation. The computational techniques for tracing the post-failure path of the softening response are discussed with several examples.     

Modelling the compression behavior of ground tire rubber

The purpose of this paper was to study elastomer powder from crushed used tires (CUTs). In particular, the behavior of the green density of elastomeric powder was analyzed by varying compaction pressure. In the Anglo‐saxon bibliography, this powder is known as ground tire rubber: ground tire rubber (GTR). The density of the tyre was made using a hydrostatic balance, the analysis of grain size using cribbing sieves, and the measures of compression parameters by means of a Universal Testing Machine. The main goal was to obtain a behavior model of ground tire rubber along different compaction pressures. This model was used to predict optimum compaction pressures in order to achieve the highest density. This was the first step to obtain recycled products when sintering processes are applied, evidently if thermal compression was used as a manufacturing process. This established model predicted the evolution of green density versus compaction pressures very accurately.