513 / 2021-06-19 09:29:43

江苏大学-杨传壮-兰州会议口头报告摘要

摘要:针对基于传统有限元算法(FEM)的手指模型并不能很好地模拟皮肤大变形的问题,提出了一种基于有限元和光滑粒子动力学耦合算法(SPH-FEM)的手指建模方法,以保证模型在大变形和极端变形情况下的适应性,由于该方法本身具有的“无网格”特性,其对皮肤组织表现出流固双相特性的模拟上对比传统的有限元方法具有天然优势。建立了基于SPH-FEM手指建模方法的手指模型,进行尖刺刺入仿真试验和平板摩擦仿真试验,考察皮肤的应力应变。为了验证SPH-FEM手指建模方法的合理性和有效性,对基于SPH-FEM手指模型与基于有限元手指建模方法进行比较。结果表明,SPH-FEM手指模型在整体形变趋势上与有限元手指模型较为一致,并且在应对大变形时响应速度相较于有限元手指模型明显加快,但存在一定的滞后性;SPH-FEM手指模型在小变形时的精度稍显不足。