骨骼重建拓?fù)鋬?yōu)化方法的理論研究和數(shù)值模擬.pdf

1、本文基于隋允康教授提出的ICM(Independent Continuousand Mapping，即獨(dú)立、連續(xù)、映射)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法，建立了骨骼重建的拓?fù)鋬?yōu)化模型，并運(yùn)用對(duì)偶方法進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，用序列二次規(guī)劃方法進(jìn)行了求解，研究了連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法在骨骼重建方面的應(yīng)用。并利用PCL語(yǔ)言對(duì)MSC.Patran進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)數(shù)值算例，將理論研究與數(shù)值模擬相結(jié)合，為實(shí)際應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容為： (1)研

2、究了在應(yīng)力作用下骨骼重建的拓?fù)鋬?yōu)化。以骨骼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量最小為目標(biāo)，以應(yīng)力為約束，利用應(yīng)力全局化方法將局部應(yīng)力約束轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)總應(yīng)變能約束，建立了骨骼重建的拓?fù)鋬?yōu)化模型，并運(yùn)用對(duì)偶規(guī)劃理論對(duì)模型進(jìn)行了求解。 (2)采用ICM優(yōu)化方法對(duì)不同骨骼結(jié)構(gòu)的模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。對(duì)于相同的骨骼模型，分別對(duì)結(jié)構(gòu)在不同應(yīng)力、不同網(wǎng)格、不同載荷、不同材料參數(shù)及優(yōu)化模型中取不同過(guò)濾函數(shù)的情況進(jìn)行了研究。數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)際骨骼結(jié)構(gòu)類(lèi)似，證明了該方法的可行