基于骨骼重建机理的连续体结构仿生拓扑优化方法

• 作者: 买买提明·艾尼 开依沙尔·热合曼
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 数学
• 关键词: 连续体结构 仿生拓扑优化 骨骼重建 Turing反应-扩散模型 有限元方法
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 先进制造技术及基础理论
• 页码范围: 340-346
• 分类号: Q811.6|O241.82
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.05.053

摘要

骨重建是一种持续进行的新骨替代旧骨的过程,它通过具有骨吸收能力的破骨细胞和具有骨成形能力的成骨细胞来实现.在陆地脊椎动物中这两种细胞活动是严格平衡的,并且骨的拓扑形状是适应局部力学环境的.本文以Turing反应-扩散模型为基础,通过骨成形与骨吸收机理耦合建立了骨重建模型.该模型通过有限元方法和像素单元的添加和删除准则提出了连续体结构仿生拓扑优化计算方法,该方法将结构看成生长的骨骼,将寻找最优拓扑的过程比拟为骨骼的重建过程,应变能密度的均匀分布作为优化准则更新材料分布,直至达到一个平衡状态,并由此获得最优拓扑结构.最后通过典型的算例验证了所提方法的可行性和有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	开依沙尔·热合曼	新疆大学机械工程学院	27	58	5.0	6.0
5	买买提明·艾尼	新疆大学机械工程学院	94	272	8.0	12.0