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Gaitech医学仿真系统

2016-2-29 17:56:09

 

医学仿真软件包--C3D三维建模

C3D软件提供了一种易于使用、行业领先的软件解决方案,可用于处理来自MRICTMicro-CT的图像数据,完成三维图形建模和有限元前处理的工作。

C3D软件有着直观、友好的用户界面,自带广义分割工具和滤波器,可快速检查图像数据并进行可视化处理。此外,C3D软件也能导入STL数据,通过与模型的装配,能够进一步进行产品的设计验证工作,如辅具的支撑和植入物的定位等。

医学仿真软件包--Anybody生物力学计算

 

 

AnyBody是目前市场上唯一一款可以分析完整骨肌系统的软件,可以计算人体模型在各种环境下骨骼、肌肉和关节的受力、变形、肌腱的弹性性能、拮抗肌肉作用等。
通过AnyBody软件用户可以实现:
*
高效掌握前所未有的高细节度人体模型—包括1000多个肌肉元素;
*
获得给定环境下的人体内部骨肌系统运动学特性;
*
通过开放的AnyScript脚本语言定制人体模型;
*
通过调整和优化参数化模型解决产品设计问题;
*
导入运动捕捉和测力台数据以创建、放缩和驱动AnyBody模型;
*
导出AMS模型数据,转化为有限元计算模型;
*
在普通个人电脑即可流畅运行软件开展运动仿真研究;
*
用户可建立专属模型,也可利用AnyBody官方模型库。

 

 

 

 

 

 

 

 

环境模型交互式接口—SolidWorks2AnyBody

该插件可以将人体模型加入到复杂环境模型中,可以实现人-环境接触位置和装配体从属关系的准确定义,获得清晰的体节结构树组织和完整准确的运动学约束关系定义。

 

运动学数据接口—C3D2AnyScript

用户可通过该转化程序导入国际标准格式C3D运动捕捉数据,建立运动学驱动器,用以驱动人体模型。

有限元仿真交互式接口—AnyFE2Abq

用户可通过该接口将AnyBody软件获得的肌肉力、关节力等转化为骨骼或假体植入物等有限元模型的边界条件,并输出到Abaqus有限元软件。

医学仿真软件包—Abaqus有限元分析

 

Abaqus被广泛地认为是功能最强的有限元软件,特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。它是一个协同、开放、集成的多物理场仿真平台,为用户提供了广泛的功能,且使用起来又非常简单。其应用领域广泛,如医疗、航天航空、汽车及飞机制造、电子工业和土木工程等,在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大作用。

Abaqus模块划分:

 

Abaqus包含两个主求解器模块—Abaqus/StandardAbaqus/Explicit,以及一个全面支持求解器的图形用户界面,即人机交互前后处理模块—Abaqus/CAE

Abaqus/Standard
Abaqus/Standard
适合求解静态和低速动力学问题,这些问题通常对应力精度有很高要求。
Abaqus/Explicit
Abaqus/Explicit
是特别适合于模拟瞬态动力学问题为主的显式有限元产品。
Abaqus/CFD
Abaqus/CFD
提供了流体动力学计算分析功能,可解决非线性流体传热和流固耦合问题。
Abaqus/CAE

 

 

 

 

整体解决方案

 

运动学分析、有限元分析在体育运动、数字骨科等领域具有广泛应用。

C3D/Anybody/Abaqus三大软件,结合GeomagicHypermesh软件构成的仿真路线,可以满足骨科内植物从三维建模到仿真计算的研究需求。

 

典型案例—肱骨骨折模型仿真分析

治疗四肢骨折的金属接骨板,是临床中失效发生率较高的一种骨科产品。本案例针对肱骨金属接骨板的失效,以人体CT和接骨板CAD数据为输入,对影响接骨板应力分布的参数(材料属性、螺钉拧紧力矩)和肢体的各种典型动作进行分析,以研究应力遮挡效应和接骨板合理位置。

 

内植物几何装配(C3DGeomagic
* Dicom格式CT数据的导入和处理          
*
原始图像的修剪和重采样
*
基于灰度值的动态阈值分割
*
多个蒙版的创建和平滑处理
*
输出.STL文件

*Geomagic中曲面化

 

 

动作仿真(AnyBody
* 个性化人体模型
*
调用模型库人体站立模型
*
替换原有左肱骨STL模型
*
创建左肱骨参考坐标系
*
左手臂举重物动作仿真

有限元仿真(Abaqus

有限元模型建立
* 导入几何模型
*
网格划分和材料属性定义
*
创建左肱骨参考坐标系
*
输出.INP文件
有限元边界条件
* 输入载荷文件(.XML) 
*
指定输出文件(.INP)
*
调用网格模型(.INP)
*
输出ABAQUS加载模型文件(.INP)
有限元分析计算
* 导入ABAQUS加载模型文件(.INP)
*
求解参数设置

 

 

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