面向材料反求的非均质体参数化模型构建

非均质产品具有非常广泛的运用,面向材料反求构建非均质产品模型,能更好地设计出材料符合实际分布的非均质产品。利用CT扫描提供的原始数据,经过提取得到具有灰度信息的点云数据,提供非均质产品几何和材料空间构造原始信息。通过体参数化方法实现模型几何空间构造,通过对灰度值的参数化实现材料空间构造;通过求解一个二次型优化问题,将材料空间内嵌于几何空间,实现几何空间和材料空间的耦合,从而最终完成体参数化非均质产品模型的构建。以股骨模型为例,实现其非均质体参数化模型的构建算法。结果表明,面向材料反求的非均质体参数化建模方法能够更为便捷和准确的表达材料实际分布信息,且为基于体参数化模型的性能分析和显示提供模型支撑。

基于CT股骨有限元模型精确重建及模态分析

研究股骨模型优化设计问题,快速而精确的模型重建方法,不仅可以为模型的前处理提高效率,而且为后续的分析提供可靠的保障。首先对CT扫描图片进行预处理,选择灰度值阀值,经过边分割,补洞处理及去除冗余数据等操作,利用3D插补法进行三维重建得到精确几何模型。并依据模型灰度值赋予模型不同的材料属性得到非均质模型。后期在ansys12.1中进行了生理状态下的自由振动分析。最后提取前7阶股骨振型和固有频率。实例表明,建模方法提高了精度和效率,达到了几何和材料精确重建,并且分析结果可以为股骨的修复和置入假体设计提供依据。