基于计算机图形处理与有限元仿真的前列腺穿刺变形模拟

摘 要：前列腺癌近距离放射治疗是有效治疗前列腺癌的一种微创治疗方法。然而在手术针向前列腺内部植入放射性粒子的过程中,前列腺和周围软组织器官的变形会导致粒子植入偏差。本文运用计算机图像处理与有限元仿真技术,使用患者术前的核磁图像,结合盆腔解剖学知识和三维重建技术,建立前列腺器官群有限元模型,并对粒子植入手术过程进行术前的有限元模拟计算,从而得到目标位置的变形量。有限元计算中的输入量均由实验数据结合有限元软件反求获得。结果表明：模型的穿刺变形量符合术中前列腺变形情况,周边组织器官均能提供有效约束。文章方法可以应用于术前穿刺轨迹规划、剂量规划和手术模拟训练机。     

基于CT的股骨精确建模与三维有限元分析

基于CT影像DICOM格式数据,应用MIMICS精确建模,应用3-matic进行四面体网格划分,利用MIMICS根据CT灰度值进行材料属性赋予,通过计算机仿真软件ANSYS实现力学分析,本文旨在探讨生物力学中有限元模型的构建途径,以对临床提供帮助。     

股骨NURBS三维实体重建及有限元分析

研究人体股骨是各个分支学科继续发展的需要,能够对人体骨骼进行精确的重建则是研究的基础和关键,股骨的NURBS实体重建有着重大的意义。本文详细介绍了一种通过逆向工程软件Geomagic与三维CAD软件UG相结合,实现股骨从点云到NURBS曲面到实体的三维模型精确重建方法;最后利用ANSYS对重建模型进行了分析,证明了所建模型的正确性与有效性。     

采用有限元模型对武器发射架的仿真

当武器发射架固有频率处于激振频率范围内,在武器发射中产生的振动通常会影响武器的发射精度,所以了解发射架的固有频率及其相应的频率响应是对武器发射架进行振动控制的前提。该文借助MSC．NASTRON大型有限元分析软件首先对某型武器装备的武器发射架模型进行模态仿真分析。并通过模态仿真分析得出该发射架对武器发射精度影响最大的部分。其次对武器发射架进行频率响应的仿真可以得出影响发射精度最大的频率范围,并根据仿真的结果得出对下一步振动主动控制实验很有意义的结论。     

髋关节模拟手术中有限元分析方法的应用

介绍了小儿髋关节计算机模拟手术中有限元分析方法的具体应用，有限元分析方法有助于医生在手术前确定最佳方案，从而降低手术风险。     

造桥机结构的有限元仿真分析

为了研究造桥机的静力学性能,利用ANSYS 有限元软件对造桥机进行有 限元分析,并对造桥机进行静力学试验。首先介绍了造桥机的整体结构和工作原理,然后 建立造桥机的有限元模型,接下来对造桥机的移机就位、制梁前、制梁和调移下导梁等具 有代表性的工况进行静力学性能仿真分析,并对分析结果进行详细的论述。最后,对造桥 机进行一系列静力学性能试验,结果表明：利用ANSYS 对造桥机进行的静力学性能分析结 果与试验结果较为吻合,对造桥机的设计和生产具有积极的指导意义。     

汽车起动机电磁场有限元仿真

起动机是汽车起动系统的关键部件之一,而电磁场是起动机能正常运转的重要条件。现给出了汽车起动机电磁场的有限元计算方法,通过采用Ansoft构建起动机整体剖分模型,设置仿真边界条件后绘制有限元网格,计算得到了起动机内部稳态电磁场分布情况,结果表明该起动机有限元分析模型的合理性。最后,通过试验的方法获得起动机磁场的实测数据,经误差分析验证了起动机电磁场仿真结果的真实可靠性,为今后进一步优化设计起动机结构提供了一定的指导和借鉴。     

波纹管联轴器的有限元仿真分析

为了考核波纹管联轴器在热-力共同作用下的强度和在发射频率下的刚度,首先利用在三维建模软件UG中建立了波纹管联轴器的有限元模型,然后结合有限元软件的Nastran求解器,对波纹管联轴器进行了热-应力耦合分析和工况模态有限元分析,最后通过对有限元仿真结果进行分析,得到了其力学特性。     

基于Ansoft的电磁弹射器的有限元仿真

基于电磁场仿真软件Ansoft建立了一种电磁弹射器的几何模型,结合几何模型建立了仿真的数学模型,并利用该软件对模型进行了有限元分析与仿真,仿真结果验证了模型的可行性。     

基于LS_DYNA的齿轮传动有限元动力学分析仿真

为研究齿轮传动系统的转动惯量和传动轴的扭转振动对齿轮应力变化的影响,对某齿轮传动中的1对渐开线直齿轮进行有限元动力学分析仿真．首先利用Pro／Engineering建立齿轮副的CAD几何模型;然后导入到LS_DYNA中建立齿轮副有限元模型,对齿轮副进行接触一碰撞有限元动力学分析;最后考虑该齿轮副后传动的转动惯量以及传动轴刚度对齿轮传动的影响,将转动惯量等效成质量圆盘,将传动轴等效成实体单元,建立齿轮传动等效模型的有限元动力学模型．通过分析计算得到齿轮副在模拟工况下的接触应力变化,同时获得在考虑齿轮接触、变形等情况下齿轮传动系统输入和输出的关系．结果表明,后传动输出速度和加速度明显滞后于前传动产生的速度和加速度,而且经过系统传递后,输入使得传动更加平稳．研究结果可为进一步研究齿轮传动系统的动力学特性和疲劳寿命计算提供参考．     

电动自行车鼓式制动器的有限元仿真

利用ANSYS/LS-DYNA分析软件对某电动自行车鼓式制动器进行瞬态动力学仿真,以非等载荷数组施加于与领蹄、从蹄相连的摩擦衬片,模拟制动过程中制动鼓和摩擦衬片的应力分布,并以摩擦衬片为研究对象,从材质、厚度、起始角三方面对制动器进行结构改进,为电动自行车鼓式制动器设计软件的开发提供数据参考。     

Finite element analysis

Current use of the finite element method in engineering practice is considered. The increasing use of finite element analysis in a CAD environment and factors influencing it are discussed.The technological state of the art is briefly reviewed. Special consideration is given to shell elements and solution methods, illustrating the progress being made in these and other areas of finite element technology. Future trends are predicted.     

Finite element mesh generation

The capabilities of a geometric modeller are extended towards finite element analysis by a mesh generator which extracts all its geometric and topological information from the model. A coarse mesh is created and subsequently refined to a suitable finite element mesh, which accomodates material properties, loadcase and analysis requirements. The mesh may be optimized by adaptive refinement, ie according to estimates of the discretization errors.A survey of research and development in geometric modelling and finite element analysis is presented, then an implementation of a mesh generator for 3D curvilinear and solid objects is described in detail.     

拉-压力传感器线性度的有限元分析

采用有限元法对应变式拉压力传感器弹性元件进行分析。用此法不仅可以得到弹性元件的应变分布特性 ,确定最大应变区的位置 ,而且可以得到力与应变的一元线性回归方程 ,分析出传感器的线性度。分析结果表明 ,此传感器的线性度很好 ,能满足使用要求。用实验方法对此进行了验证 ,结果表明 ,有限元法是传感器结构分析的有效工具     

钢管弯制过程有限元仿真及断裂原因分析

针对某金属结构公司在钢管弯制过程中出现的个别钢管断裂现象进行研究,根据现场钢管弯制工艺和工序的情况描述,采用非线性有限元软件Marc对钢管的多工位弯制过程进行模拟仿真.以最恶劣的情况即曲率最大的胎具进行多工位弯制,仿真结果显示6个工位的连续弯制过程最大应力为552 MPa,没有达到材料的抗拉极限626 MPa,该弯制过程不会引起钢管强度失效.模拟钢管多种曲率胎具弯制下的应力应变分布情况和回弹后残余应力应变情况.仿真结果表明,弯制此种钢管最大曲率的圆弧时,钢管上的最大应力为542 MPa,小于材料的抗拉强度626 MPa;最大塑性应变为0.031,小于材料允许的最大伸长应变0.2.经过模拟仿真分析,该公司采用的弯制工艺不会引起材料强度失效断裂.引起钢管弯制断裂的原因为个别材料夹杂或气孔造成的小概率事件.     

商用车桥附件有限元分析

为使设计的商用车桥能满足整车安装要求,采用有限元方法计算出车桥上所连接附件的稳固性.用Patran对设计的商用车桥进行网格划分,用MSC Nastran进行仿真计算.通过仿真计算对试验结果进行预测,从而缩短开发周期和降低开发成本.     

某螺旋簧结构驱动桥有限元分析

用有限元法计算分析螺旋簧结构驱动桥在多工况下的结构应力,找出结构薄弱环节并加以改进.     

Finite element simulation of stretch forging using a mesh condensation method

In order to reduce the computation time of finite element simulations of stretch forging process,a mesh condensation method is presented and applied to a three-dimensional rigid-viscoplastic finite element program.In this method,a conventional mesh for the whole zone of a workpiece is condensed to a computational mesh for the active deformation zone.Two vital problems are solved,which are automatic construction of the computational mesh and treatment of interfaces between the deformation zone and the rigid ...     

基于Abaqus的过盈装配有限元分析

针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题,利用Abaqus/Explicit建立该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型.将固定孔视为可变形材料,采用八节点三维实体单元划分网格;将套筒定义为不变形的刚体结构,采用四节点离散刚体壳单元划分网格.通过对孔边应力分布情况的分析,说明计算结果与实际装配问题的一致性.最后对过盈装配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行讨论.     

某发动机曲轴箱有限元分析

基于有限元分析和应力疲劳理论,通过Abaqus和FEMFAT软件,对某发动机缸体曲轴箱进行结构强度分析,得到其应力分布、接触情况和高周疲劳安全因数分布.结果表明此曲轴箱结构满足设计要求.