CN108052693A - 一种牙种植体自动化有限元分析系统 - Google Patents

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王亚玲
张春雨
陈贤帅
冯科瀚
颜瑜
季方秋
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Abstract

本发明公开了一种牙种植体自动化有限元分析系统，其为一基于高级编程语言的服务集成应用平台，包括：互相连接并交互通讯的业务层和资源层，所述业务层设有：有限元分析类型选择业务、材料设置业务、载荷设置业务，所述资源层设有：有限元分析模块、服务程序，所述服务程序用于响应所述业务层的需求指令，调用所述有限元分析模块的应用API程序。该系统利用业务层发起指令，服务程序调用有限元分析模块的应用API程序对牙种植体自动进行专业的有限元分析，从而满足用户的需求，使得不具备专业操作有限元分析软件的用户可以方便及时可靠地获取有限元分析结果，去掉了委托设计过程，该系统可广泛供牙科医生使用。

Description

一种牙种植体自动化有限元分析系统
技术领域
本发明创造涉及一种基于CAE的牙种植体有限元分析系统。
背景技术
由于大多数医生不会操作专业的有限元分析软件，因此，在现有的牙种植体有限元分析中，一般为医生提供需求，委托专业的CAE工程师进行计算。这样的分析方式很容易出现在委托过程中的信息缺失和传递错误，从而不仅会提高分析的难度，也会增加分析时间、降低分析质量。
发明内容
鉴于以上缺陷，本发明创造设计出一种牙种植体自动化有限元分析系统，方便不会操作专业有限元分析软件的用户对牙种植体进行可靠的分析。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种牙种植体自动化有限元分析系统，其为一基于高级编程语言的服务集成应用平台，包括：互相连接并交互通讯的业务层和资源层，所述业务层设有：有限元分析类型选择业务、材料设置业务、载荷设置业务，所述资源层设有：有限元分析模块、服务程序，所述服务程序用于响应所述业务层的需求指令，调用所述有限元分析模块的应用API程序以完成所述业务层的需求。
进一步，所述有限元分析类型选择业务包括：静力分析、热力分析、疲劳分析、频率分析类型选择业务。
进一步，所述材料设置业务包括：金、316L不锈钢、铸造钴铬合金、钛合金、陶瓷、碳素、丙烯酸酯类、聚四氟乙烯选择业务、自定义材料设置业务，所述自定义材料设置业务包括：弹性模量设置、强度设置、泊松比设置、应力应变曲线设置、热膨胀系数设置、质量密度设置、热导率设置、比热设置、张力强度设置、屈服力设置。
进一步，所述载荷设置业务包括：载荷类型、载荷值、载荷方向的设置。
进一步，所述高级编程语言为Visual Basic、C、C++之一。
进一步，所述有限元分析模块为SolidWorks Simulation、UG/FEA、Pro/Mechanical之一。
本发明的有益效果是：该系统利用业务层发起指令，服务程序调用有限元分析模块的应用API程序对牙种植体自动进行专业的有限元分析，从而满足用户的需求，使得不具备专业操作有限元分析软件的用户可以方便及时可靠地获取有限元分析结果，去掉了委托设计过程，该系统可广泛供牙科医生使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1，参考图1，一种牙种植体自动化有限元分析系统，其为一基于高级编程语言的服务集成应用平台，包括：互相连接并交互通讯的业务层和资源层，所述业务层设有：有限元分析类型选择业务、材料选择业务、载荷设置业务，所述资源层设有：有限元分析模块、服务程序，所述服务程序用于响应所述业务层的需求指令，调用所述有限元分析模块的应用API程序，所述高级编程语言为Visual Basic、C、C++之一，本实施例采用的是VisualBasic，所述有限元分析模块为SolidWorks Simulation、UG/FEA、Pro/Mechanical之一，本实施例的有限元分析模块采用的是SolidWorks Simulation，所述有限元分析类型选择业务包括：静力分析、热力分析、疲劳分析、频率分析类型选择业务，所述材料选择业务包括：金、316L不锈钢、铸造钴铬合金、钛合金、陶瓷、碳素、丙烯酸酯类、聚四氟乙烯选择业务，当用户在材料选择业务中找不到需要的材料时，可通过自定义材料设置业务，通过设置材料的弹性模量设置、强度设置、泊松比设置、应力应变曲线设置、热膨胀系数设置、质量密度设置、热导率设置、比热设置、张力强度设置、屈服力设置，从而得到一个自定义的材料，所述载荷设置业务包括：载荷类型、载荷值、载荷方向的设置。
本系统利用Visual Basic设计可视化界面，所述可视化界面设有链接业务层的接口按钮和交互窗口，当用户需要对牙种植体进行有限有分析时，首先，将待需要有限元分析的牙种植体模型输入到本系统中。
用户可通过可视化界面选择相应的有限元分析类型指令，其中可供选择的有限元分析类型指令包括：静力分析、热力分析、疲劳分析、频率分析，服务程序获取该指令并调取SolidWorks simulation的应用函数instance.CreateNewStudy针对所述牙种植体模型创建有限元分析算例，此时，用户可通过链接材料选择业务的按钮选择需要待有限元分析的零件和装配体的材料，并发出材料选择业务指令，服务程序获取该指令并调用SolidWorkssimulation的应用函数solidbody.SetLibraryMaterial将相应的材料加载到零件或装配体中，同时，在通过调用SolidWorks simulation的应用函数CallCWMat.SetPropertyByName将相应材料的属性赋给对应的零件或者装配体，材料选择完成后，用户可通过载荷设置业务发出载荷类型、载荷值、载荷方向的设置业务指令，服务程序获取该指令则调用SolidWorks Simulation的应用函数LBCMgr.AddPressure对牙种植体进行载荷值、载荷类型、载荷方向进行加载，加载完成后，服务程序调用SolidWorksSimulation的应用函数study.Mesh对牙种植体进行网格划分，最后通过调用SolidWorksSimulation的应用函数study.RunAnalysis得到有限元分析结果，并在交互窗口上显示出来。
该系统利用业务层发起指令，服务程序调用有限元分析模块的应用API程序对牙种植体自动进行专业的有限元分析，从而满足用户的需求，使得不具备专业操作有限元分析软件的用户可以方便及时可靠地获取有限元分析结果，去掉了委托设计过程，该系统可广泛供牙科医生使用。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种牙种植体自动化有限元分析系统，其特征在于：其为一基于高级编程语言的服务集成应用平台，包括：互相连接并交互通讯的业务层和资源层，所述业务层设有：有限元分析类型选择业务、材料设置业务、载荷设置业务，所述资源层设有：有限元分析模块、服务程序，所述服务程序用于响应所述业务层的需求指令，调用所述有限元分析模块的应用API程序以完成所述业务层的需求。
2.根据权利要求1所述的一种牙种植体自动化有限元分析系统，其特征在于：所述有限元分析类型选择业务包括：静力分析、热力分析、疲劳分析、频率分析类型选择业务。
3.根据权利要求2所述的一种牙种植体自动化有限元分析系统，其特征在于：所述材料设置业务包括：金、316L不锈钢、铸造钴铬合金、钛合金、陶瓷、碳素、丙烯酸酯类、聚四氟乙烯选择业务、自定义材料设置业务，所述自定义材料设置业务包括：弹性模量设置、强度设置、泊松比设置、应力应变曲线设置、热膨胀系数设置、质量密度设置、热导率设置、比热设置、张力强度设置、屈服力设置。
4.根据权利要求3所述的一种牙种植体自动化有限元分析系统，其特征在于：所述载荷设置业务包括：载荷类型、载荷值、载荷方向的设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种牙种植体自动化有限元分析系统，其特征在于：所述高级编程语言为Visual Basic、C、C++之一。
6.根据权利要求5所述的一种牙种植体自动化有限元分析系统，其特征在于：所述有限元分析模块为SolidWorks Simulation、UG/FEA、Pro/Mechanical之一。
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