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镍钛诺支架材料性能校正和可靠性分析

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由于尺寸公差、材料变化等因素的误差,导致FEA模型和实验都有一定的不确定性。比如下图医疗支架的高度和各直径的误差,导致试验和仿真FEA结果的握力对标不一致。


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通过校准可以消除试验测量和材料性能带来的不确定性,提高实验和模型的准确性。
DOE设计和相关性


  • 为验证仿真结果与变量相关性,做DOE设计。

  • 基于拉丁超立方体采样200个运行工况

  • 材料和几何的参数在公差范围内随机变化

  • 取握力与直径曲线对应的7个点作为跟踪

  • 生成四阶响应面


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根据预测仿真结果与实测为线性相关,不需要校正精度。
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校正准度
针对下图的简单模型,根据正态分布的几何尺寸,通过isight的Data-matching功能,计算仿真与实测结果的一致性。
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其中,正态分布的几何尺寸有Outer diameter、Height和Wire diameter,测试的样本数为12,与之对应的12个随机FEA模型。
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经过计算,获得对比结果如下。
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通过校正下图的相关材料参数的正态分布范围,使模型结果更为合理。
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验证材料性能
基于获得的正态分布 材料性能,验算新支架方案和工况。
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总结
本文演示了基于证据的评估方法,通过将材料变化与已知几何变化的试验力变化进行数据匹配,量化材料变化对支架的影响:
无论试验还是仿真,精度和准度是相似的。使用模型结果识别实验中的不确定性,以校准模型。


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首次发布时间:2021-04-24
最近编辑:3年前
江丙云
博士 | 仿真专家 C9博士,5本CAE专著
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