초탄성 심혈관 스텐트의 Abaqus 시뮬레이션

In this package, we discuss vascular stents and their modeling in Abaqus. Since accurately modeling a stent requires defining its superelastic material behavior, we will begin by explaining the superelastic behavior found in shape memory alloys, and then, we explain how to implement this material model in Abaqus, using two methods: the ABQ_SUPER_ELASTIC library and Abaqus’s own built-in library. Next, we guide you through several workshops to help you master modeling problems related to stents in Abaqus. These workshops cover key scenarios, including:

스텐트 내부의 풍선 확장
혈관 내 스텐트의 굽힘
혈관에서 스텐트를 빼내는 것

이 모든 자료는 일련의 수업과 4개의 실습 워크숍을 통해 제공됩니다.

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초탄성 심혈관 스텐트의 Abaqus 시뮬레이션

제품 Informations

스텐트 시뮬레이션 소개

이 수업에서는 Abaqus에서 심혈관 스텐트를 모델링하는 방법을 익힙니다. 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 먼저 혈관 스텐트가 무엇이고 의학에서 어떻게 활용되는지 설명합니다. 이를 통해 이 주제의 중요성을 어느 정도 알게 될 것입니다. 그 후, 체내 혈관을 확장하는 데 사용되는 스텐트의 구성 요소, 동맥을 개방 상태로 유지하는 데 도움이 되는 스텐트의 작동 원리, 그리고 스텐트의 필수 특성에 대해 설명합니다. 전반적인 내용을 숙지한 후에는 스텐트의 일반적인 재질에 대해 논의하고 더 자세히 설명하겠습니다.

다음으로, SMA(형상 기억 합금)와 니티놀 합금의 재료 거동 개념을 자세히 설명했습니다. 이 튜토리얼에서는 SMA와 니티놀 합금의 거동, 매개변수, 그리고 특징을 설명하여 Abaqus에서 어떤 재료를 모델링할지 이해하도록 돕습니다. 이 부분은 매우 복잡하기 때문에 본 학습 과정의 주요 부분으로 간주할 수 있습니다.

다음 단계에서는 스텐트의 거동을 Abaqus에 입력하는 방법을 설명합니다. 첫 번째 방법은 UMAT 서브루틴을 개발하는 것인데, 이 방법은 작성하기가 매우 복잡합니다. 두 번째 방법은 2023년까지의 Abaqus 버전에서 사용 가능한 UMAT 코드 기반 라이브러리인 ABQ_SUPER_ELASTIC을 사용하는 것입니다. 이 라이브러리의 모든 매개변수와 사용 방법을 설명합니다. 마지막으로, 세 번째 방법으로, 최신 버전의 Abaqus에서는 추가 도구 없이 Abaqus 자체 재료 라이브러리에서 직접 이 거동을 정의할 수 있음을 보여드리겠습니다. 이 섹션을 마치면 Abaqus에 재료 거동을 통합하는 방법을 충분히 익힐 수 있을 것입니다.

심혈관 스텐트 개요 및 생체공학에서의 응용

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형상 기억 합금(SMA) 소개

Abaqus에서 스텐트의 재료 거동 모델링

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워크숍 1: 스텐트 내부의 풍선 확장, 스텐트의 선형 탄성 거동 가정(정적 솔버)

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워크숍 2: 내장 모델과 사용자 정의 ABQ_SUPER_ELASTIC 라이브러리를 모두 사용하여 Abaqus에서 초탄성 와이어의 동작 분석 및 결과 비교

워크숍 3: 초탄성 합금 거동을 고려한 스텐트 내부 풍선 확장 및 수축(정적 솔버)

워크숍 4: 스텐트 굽힘 및 혈관 내부

워크숍 1: 스텐트 내부의 풍선 확장, 스텐트의 선형 탄성 거동 가정(정적 솔버)

단순화를 위해 정적 솔버를 사용하고 선형 탄성 재료 거동을 가정하여 스텐트 내부의 풍선 확장을 조사했습니다.

워크숍 2: Abaqus에서 내장 모델과 사용자 정의 ABQ_SUPER_ELASTIC 라이브러리를 사용하여 초탄성 와이어의 거동을 분석하고 결과를 비교합니다.

abq_super_elastic 라이브러리와 내장 Abaqus 라이브러리, 이 두 가지 방법을 사용하여 와이어를 모델링하고 니티놀 합금의 거동을 정의합니다. 마지막으로 결과를 비교하여 동일한 문제에 두 방법을 모두 적용했을 때 동일한 결과가 도출됨을 보입니다.

워크숍 3: 초탄성 합금 거동을 고려한 스텐트 내부 풍선 확장 및 수축(정적 솔버)

우리는 정적 솔버를 사용하고 초탄성 거동을 고려하여 스텐트 내부에서 풍선의 팽창과 수축을 조사했습니다.

워크숍 4: 혈관 내부의 스텐트 굽힘(암묵적 솔버)

혈관 내부에서 스텐트를 굽히는 문제를 살펴봅니다. 이 문제는 초탄성 거동을 고려하고 Abaqus 암묵적 솔버를 사용하여 수행되며, ABQ_SUPER_ELASTIC 라이브러리를 사용하여 재료 거동을 정의합니다. 이 워크숍에서는 혈관 굽힘에 DISP 서브루틴을 사용했습니다.