基于响应面法的血管支架拉伸、扭转性能优化及考虑加工精度影响的强度可靠性分析

作     者：马宗民 李淑娴 白猛威 MA Zongmin;LI Shuxian;BAI Mengwei

作者机构：大连大学机械工程学院辽宁大连116622 

基　　金：辽宁省教育厅基本科研(面上)项目(LJKZ1182) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2024年第41卷第S1期

页      码：78-82页

摘      要：为分析设计变量对血管支架拉伸性能、扭转性能的精准影响,进行血管支架拉伸性能、扭转性能优化,考虑加工精度的影响,进行血管支架的强度可靠性分析。方法:取血管支架支撑筋宽度、支撑筋长度、连接筋宽度和支架厚度为设计变量,应用斯皮尔曼等级相关系数法分析设计变量对血管支架拉伸刚度、扭转刚度等响应变量的精准影响;采用响应面方法进行以拉伸刚度、扭转刚度为目标进行血管支架的优化设计;对优化后的血管支架,考虑加工精度所致设计变量的随机性,利用六西格玛工具分析应力的概率分布。结果:对于血管支架拉伸刚度,支撑筋宽度和连接筋宽度灵敏度系数大,且均为正值;对于血管支架扭转刚度,支撑筋宽度灵敏度系数较大,且为负值;优化后的血管支架相比原始血管支架,拉伸刚度降低了11.5%;扭转刚度减小了50.6%;考虑加工精度所致设计变量的随机性进行可靠性分析,在可靠度为99.8%时,虽然血管支架的拉伸刚度和扭转刚度最大值高于优化值,但血管支架的最大应力满足强度条件。结论:支撑筋宽度对血管支架的拉伸性能影响最大,连接筋宽度次之,支撑筋长度和支架厚度影响较小;支撑筋宽度对血管支架的扭转性能影响最大,连接筋宽度、支撑筋长度和支架厚度影响较小;随机因素加工精度对血管支架优化目标有一定的影响,但优化结果仍是可靠的。本文提供了一种血管支架优化的思路:首先是进行基于目标的优化,然后考虑随机因素的影响进行基于概率的强度可靠性分析。

主 题 词：血管支架 响应面法 优化设计 强度可靠性 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2024.s1.013

馆 藏 号：203128240...