血管支架扩张过程中遇到的问题：支架发生偏移（即周向上的变形不均匀问题）

mzgnjust

使用ANSYS/Ls-Dyna进行血管支架扩张变形模拟，
，
如图为划分网格完毕的支架模型，红色为血管支架，蓝色为三折球囊，绿色为刚性曲面，工作时，先将支架周向压缩，使支架直径变小至紧贴球囊为止（如图所示），

再在在球囊内壁施加一定压力，球囊在压力的作用下膨胀，膨胀的球囊压迫支架发生扩张，当支架直径扩张至工作直径时为止。
接触对: 由于接触较为复杂，故使用自动单面自接触，摩擦系数=0.2
边界条件：刚性面所有节点：UX=UY=UZ=0, 球囊两端节点：UZ=0 （支架长度方向为z轴，圆周所在平面为xoy平面）




在加载过程中，出现了这样的情况，如图所示


支架发生了径向上了一个偏移（对称轴不对中了），
问题：能否在支架上按一定角度施加循环对称约束，使支架在周向上发生对称的扩张变形（支架整体不会向某一个方向乱跑）？或者有其他方法解决上述问题？

mzgnjust

为什么没有回复呢，自己顶一下

D_eagle

看了一下lz的模型，整体模型并不是对称的，所以发生偏转也是有可能的。。
lz能否再提供以下信息：
支架的压缩是如何施加的
支架、球囊和刚性曲面的本构模型是如何选取的

mzgnjust

3# D_eagle

支架的压缩：在支架的外表面一周 延径向指向中心方向 施加压力，压缩的加载方式如图所示

本构模型：支架（应变率和塑性无关各向同性双线性等向强化塑性材料 E=45GPa 泊松比=0.3 塑性模量=400MPa）；球囊（线弹性材料E=920MPa,泊松比=0.4）；刚性面：（线弹性材料E=200GPa,泊松比=0.3）
支架的单元：Solid164;   球囊和刚性面单元：Shell163

这个模型呈120度的旋转对称，想对支架模型进行一定的约束：让支架只能发生径向的扩张而不发生整体刚性的偏移，不知道怎么约束。。。。

D_eagle

支架施加z向约束就可以了，此时施加压力支架应该就是径向产生位移
压力是否通过*load_segment施加，在perpost中检查一下压力的施加方向。

mzgnjust

5# D_eagle

压力是通过*load_segment施加的，我是在ANSYS/LS-DYNA中进行的前处理，先选了支架的外表面的一层单元定义了一个component用于压缩，然后将球囊的所有单元定义了另一个component用于球囊打开扩张，压力的方向没有注意过，应该用的是默认的那种加载方向吧，prepost不知道怎么看压力的方向，我试试看看

D_eagle

估计还是压力方向施加得有问题，用ansys做前处理的话一定要注意压力的施加方向，因为每个单元由不同的面号组成，你需要将压力施加于所需的面号之上。。。。

wyc412721

这方面的资料极其稀少，楼主能否分享一下，比如材料参数和一些资料，楼主能否总结一下这方面的心得，可以积分奖励。

mzgnjust

7# D_eagle

下午检查了压力的施加方向，确实存在问题，我把模型重新进行了加载，看明天的结果怎么样

mzgnjust

8# wyc412721

一直想把自己有限的资源和一点点心得和大家分享，找个时间好好整理整理和大家一起讨论讨论

wuweide127

楼主可以先尝试一下球囊单独扩张（没有支架）的结果。如果单独扩张过程不对称，那就要考虑球囊的折叠与摆放方式。

mzgnjust

11# wuweide127


将球囊单独扩张以后，发现并不对称，后来重新建模，然后检查了压力的方向，并把体积粘度的二次粘度系数稍稍调大（1.6），就对称了，但是现在扩张过程感觉还是不真实，扩张过程如图所示

球囊带有很多折痕（看上去很硬），是不是可以调整材料的参数或者实常数，能让球囊较为平滑呢？
质量缩放是不是对这个变形过程的真实性也有很大影响？

mzgnjust

7# D_eagle

球囊的扩张已经基本对称了，但是感觉球囊的在扩张过程中折痕太多（显的很硬，不太真实），材料参数是引自文献，求解控制参数中把体积粘度中的二次粘度系数稍稍调大了点（1.6），没有加阻尼，有质量缩放（percentage increase=1.2951e+03，这表示增加了12.951%，还是增加了1295.1%？），还有什么可能因素啊？

D_eagle

球囊扩张这么大，没有有穿透外层的血管吗？
percentage increase=1.2951e+03表示增加了1295.1%，二次粘性系数为什么要调成1.6，感觉是不是太大了，
lz再检查检查是不是球囊内部的压力施加有问题，最好贴个图出来并介绍一下实际情况压力是如何分布的。

mzgnjust

14# D_eagle

球囊扩张到圆半径也只有3mm，支架都是放在冠动脉里的，一般不会撑破血管的。
一开始粘度系数取了1.5，总是出现沙漏，加大之后，控制了沙漏，这个值我不是很清楚取大了小了多变形有什么影响。压力的话，实际操作中，球囊内是冲液体的，所以施加的压力方向都是垂直于面向外的，压力图如图所示，
方向用了箭头表示，压力加了-0.1MPa

这是一张拿ABAQUS/Explicit做的效果，
它的球囊的就很圆滑，没有我那样的折痕，我感觉还是求解设置设置的有问题。。。

D_eagle

“球囊内”是不是球囊内圈与刚性曲面包围的部分，lz看一下是不是应该这个加压力，我只是简单的画了几个地方。

mzgnjust

16# D_eagle

嗯，对的！实际操作的时候是在球囊内充入一定压力的液体，使其膨胀

xinlei.wu

mzgnjust 发表于 2011-7-24 21:13
16# D_eagle

嗯，对的！实际操作的时候是在球囊内充入一定压力的液体，使其膨胀 ...

很好的帖子！能否传份数据以供学习，谢谢！