ABAQUS血管支架仿真之冠脉支架的参数优化（附直播教程）

导读：好消息，笔者原创且独家首发仿真秀平台的《ABAQUS医疗支架建模和仿真10讲-掌握医疗支架建模、设计和参数化仿真分析能力》已经上线10期，内容持续更新中。与此同时，本套精品课的第一期加餐直播将于5月26日20时准时直播，限时免费报名（点击下图回看）。

《ABAQUS医疗支架建模和仿真10讲》课程涵盖了医疗支架建模基础、几何和网格划分、单元选择、材料和截面属性、分析步设置、载荷接触和约束、收敛调整，以及后处理、参数优化等内容讲解，并且涵盖了多个Workshop专向技能实训，并为订阅用户提供VIP群服务、高薪岗位内推、答疑专栏和后续加餐直播计划，欢迎订阅哦。

一、写在前面

我的《ABAQUS医疗支架建模和仿真10讲》视频教程的同步原创文章已经更新到第四季，希望回看第1-3季的朋友可以查看以下文章：

• Abaqus血管支架仿真攻略之几何创建与网格划分

• Abaqus血管支架仿真攻略之单元选择与网格收敛

• ABAQUS血管支架仿真之材料和属性设置全过程

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今天我继续更新第四季（支架仿真文字版）：讲解一下冠脉支架的参数优化、形状优化、寿命预测及可靠性分析，希望能够引起道友们的共鸣，并能够对大家医疗支架仿真技能提升有些许帮助。

心脏支架(Stent)又称冠状动脉支架，是心脏介入手术中常用的医疗器械，具有疏通动脉血管的作用。主要材料为不锈钢、镍钛合金或钴铬合金。

针对上图示的支架，采用solidworks参数化设计，经Isight Fesafe做疲劳寿命的参数优化，最后再采用Tosca Fesafe做无参形状优化，以获取最优的结构可靠性设计。

二、支架参数化建模和分析

采用Solidworks绘制支架钣金的展开草图，并生成0厚度的2D几何。当然，此步骤也可在Abaqus/CAE中实现，更方便和Isight做接口参数定义。

把Solidworks绘制的2D草图，导入Abaqus/CAE并划分壳单元。

在Abaqus/CAE中把壳单元拉伸成3D体单元。

采用脚本命令，把上图的3D体平面单元，卷曲成下图的网管状3D体单元。

有限元模型创建如下，其中支架为记忆合金，动脉为各向异性超弹性材料，扩展/压缩设备定义为刚体。

上图模型分析结果如下，由此获得支架的应力分布。

随后把应力结果导入Fe-safe进行疲劳寿命预测。

三、DOE参数优化

采用Isight对上部分的建模和分析过程，建立DOE流程，其中把solidworks，Abaqus脚本前处理和求解器纳入流程内。

参数化DOE结果获几何参数对支架应力响应图。

根据此DOE结果，优化支架模型。

对比原始模型和优化模型的应力如下。

原始模型和优化模型的寿命预测结果对比，优化模型有8%的提高。

四、Tosca无参形状优化

针对下图所示的优化区域（节点），定义其优化目标为最小化最大应力，并加以循环对称的几何约束。

优化历程如下。

优化结果使得支架疲劳寿命更进一步提高到14%。

五、Isight可靠性分析

考虑到冠脉的差异性，对其内外半径定义 /-25%的变动范围。

可靠性分析结果如下。

六、我的公开课

本文所用工具为DS SIMULIA套装，包括Abaqus、Isight、Tosca和Fe-safe，综合应用4款仿真工具对医疗器械中的冠脉支架进行了结构分析、参数和无参优化、疲劳寿命预测，以及可靠性分析。

受仿真秀平台的邀请，5月26日20时，我将在仿真秀官网和APP为《ABAQUS医疗支架建模和仿真10讲》的订阅用户加餐直播 ，也欢迎费订阅用户限时免费报名围观。以下是我的微小课直播安排：

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