针对3D打印材料孔洞应力集中计算的映射算法

作     者：岳怀俊 蒋文涛 王宠 万志鹏 樊瑜波 YUE Huaijun;JIANG Wentao;WANG Chong;WAN Zhipeng;FAN Yubo

作者机构：四川大学力学科学与工程系成都610065 四川省生物力学工程实验室成都610065 破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室成都610207 北京航空航天大学生物与医学工程学院、生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100191 

基　　金：四川省应用基础研究项目(2016JY0182) 国家重点研发计划项目(2017YFB0702500) 国家自然科学基金项目(11502152) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2018年第33卷第2期

页      码：108-113页

摘      要：目的利用映射算法以较小计算成本获得3D打印材料孔洞应力集中分布情况,为3D打印材料疲劳寿命预测及结构优化设计的有限元分析提供新方法。方法提取单个孔洞应力集中影响范围内的节点及应力,并计算出各节点的应力集中系数。以寻找最近点的方式将无孔洞模型相应节点的应力值乘以不同的应力集中系数来体现孔洞的应力集中。若多节点映射到同一节点,则乘以多个应力集中系数的平均值;对距离边界较近的点,则乘以边界影响系数。结果材料内部孔洞的映射结果与实际计算结果误差小于8%;而对于自由边界孔洞聚集的情况,误差小于15%。结论映射算法能够有效表征3D打印材料孔洞的应力集中,以较小的成本获得含孔洞缺陷模型的应力分布。该算法为临床植入体优化设计及疲劳分析提供有限元结果。

主 题 词：3D打印 微孔洞 映射算法 有限元方法 植入体 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2018.02.003

馆 藏 号：203287200...