[發明專利]一種非均質生物結構材料的有限元前處理系統

在審

• 申請號: 201911378064.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111047705A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 駱天治;李珊;苗春光;丁衛平
• 申請（專利權）人: 泰州駱華生物科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T17/10;G06F30/23;G06F113/10
• 代理公司: 廣州藍晟專利代理事務所(普通合伙) 44452
• 代理人: 陳梓赫;歐陽凱

本發明公開了一種非均質生物結構材料的有限元前處理系統，屬于生物材料技術領域。本發明包括圖像錄入單元、圖像處理單元、三維建模單元、有限元前處理單元、材料屬性值賦予單元；直接實現對于復雜形貌且材料性質非均勻的生物結構材料建模的前處理。

技術領域

本發明涉及生物材料技術領域，具體涉及一種非均質生物結構材料的有限元前處理系統。

背景技術

隨著科學研究手段的進步，研究人員探究自然界已經存在的材料的機理成為可能，為發明、創造、設計材料提供了新思路,以求得到設計制造高性能材料的啟示。其中生物結構材料來源廣泛,成為主要的研究方向,生物結構材料學科背景涉及物理、化學、生物、力學、機械等多學科，從材料的物理化學性質、材料微結構、宏觀幾何結構等入手,依靠先進的微納表征技術,三維重構手段,獲得更多的材料局部精細的微結構信息,依靠3D打印等制造出仿生設計材料。

評估結構材料的主要性能是考慮材料性能和結構設計兩部分。對于生物材料的實驗測試存在困難，所以依托有限元計算模擬生物材料的大部分性質顯得尤為必要，傳統商業采用ABAQUS或ANASYS的GUI進行有限元分析，該種分析存在以下缺點：1)無法直接實現對于復雜形貌且材料性質非均勻的生物結構材料建模的前處理，2)復雜情況下二次開發困難重重。

發明內容

本發明的目的在于提供一種快速高效運營的非均質生物結構材料的有限元前處理系統。

本發明的技術方案是：一種非均質生物結構材料的有限元前處理系統，包括圖像錄入單元、圖像處理單元、三維建模單元、有限元前處理單元、材料屬性值賦予單元；圖像錄入單元用于通過成像技術對非均質生物材料分段掃描得到高精度成像；圖像處理單元用于通過靜態圖像處理軟件對分段掃描的圖像進行拼接、輸出斷層序列，從而得到非均質生物材料的完整結構；三維建模單元用于通過醫學影像控制系統對非均質生物材料的完整結構劃分為不同蒙版并生成整體結構的三維面網格結構；有限元前處理單元用于通過有限元前處理軟件根據三維面網格結構輸出體網格文件；材料屬性值賦予單元用于通過醫學影像控制系統對照蒙版與體網格文件形成子區域，并對子區域賦予材料屬性值。

進一步的技術方案，成像技術為Micro-CT或Nano-CT。

進一步的技術方案，靜態圖像處理軟件為Dragonfly軟件。

進一步的技術方案，醫學影像控制系統為Mimics軟件。

進一步的技術方案，有限元前處理軟件為3-matic或者Hypermesh軟件。

本發明的有益效果：

本發明提供了一套完整的有限元計算模型前處理系統，該處理系統降低了對力學知識背景和編程開發能力要求，簡化了對于有限元計算模型建立的難度，通過本發明可以提高模型建立的效率，快速高效得到有限元計算前處理結果。

附圖說明

圖1為本發明處理系統的結構示意圖。

圖2為本發明實施例運用該處理系統獲得有限元計算前處理結果的流程圖。

具體實施方式

下面通過非限制性實施例，進一步闡述本發明，理解本發明。