本文介绍了非线性有限元分析(FEA)的两种应用。在第一个示例中，FEA预测了超弹性镍钛合金装置在7°C下测试时在不同奥氏体完成温度(Af)下的应力应变响应。第二个例子说明了评估支架疲劳性能的方法。分析结果与理论预测或实验测量结果十分吻合。本次演示的重点是使用有限元分析作为镍钛合金医疗设备快速原型设计的预测设计工具。

一、简介

镍钛合金的生物相容性使其成为许多医疗应用的理想材料，如假牙、正畸弓丝、针、导丝、心脏瓣膜器械、自膨胀支架、腔静脉过滤器、微创手术器械和间隔缺损封堵系统。其中许多装置利用镍钛合金独特的超弹性行为，通过微创外科手术植入人体。随着市场需求和竞争的加剧，一种能够缩短从设计到生产的时间和资源的预测方法成为新产品开发的关键。传统的梁理论在某些应用中提供了合理的估计，但成功仅限于小应变。非线性有限元分析（FEA）不仅能处理复杂的几何形状，还能对非线性材料响应进行建模，因此在产品设计中变得越来越重要。

超弹性材料行为由于其路径依赖性和高度非线性而产生分析困难。由于在分析过程中不可避免地需要进行数值迭代，这就要求进行高效的结构建模。现象学方法是最适合模拟效率的解决方案。在过去的十年里，基于广义塑性理论（重点

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