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James，Kai A。;哈伊姆·怀斯曼

基于拓扑优化的双稳态心血管支架布局设计。 （英语） Zbl 1425.74375号

计算。方法应用。机械。工程师。 305, 869-890 (2016).
摘要：我们提出了一种新型的双稳态心血管支架设计概念，该支架具有两种完全稳定的无负荷配置：用于插入和定位设备的收缩配置和用于促进血液流动的扩展配置。一旦设备就位，在径向施加的一个小触发力会导致突然窜入，导致设备卡入其扩展配置。我们使用新胡克超弹性公式对支架结构的力学进行建模，该公式使用统一的实体等参有限元网格进行离散。拓扑优化用于获得材料布局，并调整基线结构的非线性响应，以实现双稳态快速通过行为。设计域被定义为包含圆柱形支架结构的较大网格模式中的二维单元。我们进一步介绍了一种新型的横向支撑系统，该系统能够施加一个控制力，允许发生卡扣，并确保支架的长度不会因径向膨胀而改变。给出了几个二维示例的优化结果，包括基于双稳态梁的基准问题和二维支架补片。结果证实，拓扑优化已成功用于梁和支架结构的双稳态。

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MSC公司：

第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74升15 生物力学固体力学

关键词：

拓扑优化;几何非线性;心血管支架设计;管理单元

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\textit{K.A.James}和\textit{H.Waisman}，计算。方法应用。机械。工程师305869-890（2016年；兹比尔1425.74375）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 吉马朗斯，T。；奥利维拉，S。；Cuarte，M.，拓扑优化技术在血管成形术支架细胞设计中的应用，J.Braz。机械学会。科学与工程师，30，3，261-268（2009）
[2] 长裤，S。；林伯特，G。；Curzen，N。；Bressloff，N.，冠状动脉支架的多目标设计优化，生物材料，32，31，7755-7773（2011）
[3] Tambaca，J。；Canic，S。；Kosor，M。；鱼，R。；Paniagua，D.，完全膨胀商用血管内冠状动脉支架的力学行为，德克萨斯心脏研究所杂志，38，5，491-501（2011）
[4] 李，H。；邱，T。；朱，B。；吴杰。；王欣，基于有限元模型的冠状动脉支架设计优化，科学。《世界期刊》，2013，1-10（2013）
[5] 诺科尔斯基，E。；Gruberg，L。；Pechersky，S。；卡佩利奥维奇，M。；E.格林纳迪尔。；阿米卡姆，S。；苏莱曼，M.B.M。；马基维奇兹（Markiewicz，W.）。；Beyar，R.，支架部署失败：原因、影响及短期和长期结果，导管心血管介入。，59, 3, 324-328 (2008)
[6] Beule，D。；莫蒂埃，P。；Carlier，S。；Verhegghe，B。；Impe，R.V.，《基于真实有限元的支架设计：气球折叠的影响》，J.Biomech。，41, 2, 383-389 (2008)
[7] 蔡，S。；麦克唐纳，B。；Hashmi，M.，支架扩张的有限元模拟，J.Mater。过程。技术。，120，1-3335-340（2002年）
[8] 蔡，S。；麦克唐纳，B。；Hashmi，M.，放置镀金支架后再狭窄风险增加：一项比较冠状动脉疾病患者镀金和未涂层钢支架的随机试验结果，循环，101，212478-2483（2000）
[9] 罗杰斯，C。；曾，D。；Squire，J。；Edelman，E.，《支架置入期间的气囊-动脉相互作用：压力、顺应性和支架设计对血管损伤的影响的有限元分析方法》，Circ。Res.，84，4，378-383（1999）
[10] Gundert，T。；A.马斯登。；杨伟（Yang，W.）。；Jr.，J.L.，利用计算流体动力学优化心血管支架设计，J.Biomech。工程，134，1，1-8（2012）
[11] Yang，D。；Mosadegh，B。；艾恩拉。；Lee，B。；Khashai，F。；朔，Z。；Bertoldi，K。；怀特赛德斯，G.，弹性梁的屈曲可以驱动软机器，马特少校。（2015年）
[12] Rudykh，S.，厚壁电激活子的快速驱动，国际非线性力学杂志。，47, 206-209 (2012)
[13] Overvelde，J。；Kloek，T。；D'haen，J。；Bertoldi，K.，《利用突跳不稳定性放大软致动器的响应》，Proc。国家。阿卡德。科学。（2015年）
[14] Bruns，T.E。；Tortorelli，D.A.，非线性弹性结构和柔顺机构的拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，190，26-27，3443-3459（2001）·Zbl 1014.74057号
[15] Frecker，M。；北菊池。；Kota，S.，多输出柔顺机构的拓扑优化，结构。最佳。，17, 269-278 (1999)
[16] Frecker，M。；Ananthasuresh，G。；Nishiwaki，N。；北菊池。；Kota，S.，使用多标准优化的柔顺机构拓扑综合，ASME J.Mech。设计。，119, 1-3, 238-245 (1997)
[17] Sigmund，O.，《利用拓扑优化设计柔顺机构》，Mech。结构。机器。，25, 4, 493-524 (1997)
[18] 西格蒙德，O。；Torquato，S.，使用拓扑优化设计智能复合材料，smart。马特。结构。，8，365-379（1999年）
[19] 美国拉森。；西格蒙德，O。；Bouwstra，S.，《负泊松比柔性微机械和结构的设计与制造》，J.微电子机械。系统。，1999年6月2日至106日（1997年）
[20] 小A.R。；Paulino，G.，基于地基结构方法的超弹性桁架凸拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，51, 2, 287-304 (2015)
[21] 沃林，M。；Ristinmaa，M.，基于相场正则化的有限应变拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，51, 2, 305-317 (2014)
[22] Wang，F。；拉扎罗夫，B。；西格蒙德，O。；Jensen，J.，有限应变弹性问题虚拟域技术和拓扑优化的插值格式，计算。方法应用。机械。工程，276453-472（2014）·Zbl 1423.74768号
[23] Bruns，T。；西格蒙德，O。；Tortorelli，D.，《具有贯穿性结构拓扑优化的数值方法》，国际。J.数字。方法工程，55，1215-1237（2002）·Zbl 1027.74053号
[24] Lindgaard，E。；Dahl，J.，关于跨越问题拓扑优化中的柔度和屈曲目标函数，结构。多磁盘。最佳。，47, 409-421 (2013) ·Zbl 1274.74363号
[25] Belytschko，T。；刘，W。；Moran，B.，《连续统和结构的非线性有限元》（2000），Wiley:Wiley Chichester，West Sussex，英国·Zbl 0959.74001号
[26] Wriggers，P.，非线性有限元方法（2008），Springer:Springer New York，NY·Zbl 1153.74001号
[27] 周，M。；Rozvany，G.I.N.，COC算法，第二部分：拓扑、几何和广义形状优化，国际。J.数字。方法工程，372471-2499（1991）
[28] Bendsöe，M.P.，作为材料分配问题的最佳形状设计，结构。最佳。，1, 193-202 (1989)
[29] 西格蒙德，O。；Peterson，J.，《拓扑优化中的数值不稳定性：处理棋盘格、网格相关性和局部极小值的程序的调查》，结构。最佳。，16, 68-75 (1998)
[30] 慢跑，C.S。；Haber，R.B.，分布参数优化和拓扑设计有限元模型的稳定性，计算。方法应用。机械。工程，130，203-226（1996）·Zbl 0861.73072号
[31] Le，C。；诺拉托，J。；Bruns，T。；哈，C。；Tortorelli，D.，基于应力的连续拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，41, 605-620 (2010)
[32] Sigmund，O.，关于非梯度方法在拓扑优化中的作用，结构。多磁盘。最佳。，43589-596（2011年）·兹比尔1274.74390
[33] 马德尔，C.A。；马丁斯，J.R.R.A。；阿隆索，J.J。；van der Weide，E.，《伴随：快速开发离散伴随解算器的方法》，AIAA J.，46，863-873（2008）
[34] 马丁斯，J.R.R.A。；阿隆索，J.J。；Reuther，J.J.，高保真气动结构设计的耦合伴随灵敏度分析方法，Optim。工程，633-62（2005）·Zbl 1145.76418号
[35] Svanberg，K.，《移动渐近线方法——结构优化的新方法》，国际J·数值。方法。最佳。，24, 359-373 (1987) ·Zbl 0602.73091号
[36] 库恩，H。；塔克，A.，《非线性规划》（第二届伯克利研讨会论文集（1951），伯克利：加州伯克利）·Zbl 0044.05903号
[37] Karush，W.，以不等式为边约束的多变量函数的极小值（1939），芝加哥大学：伊利诺伊州芝加哥大学，（硕士论文）
[38] Allaire，G。；Francourt，G.，拓扑和形状优化的数值算法，（结构拓扑设计（1993），Kluwer:Kluwer-Dorcrecht）
[39] 哈格梅斯特，J。；Baer，F。；施温格，R。；Höpp，H.，钴铬冠状动脉支架合金的顺应性——COVIS试验，Curr。心血管病对照试验。医学，6，1，1-4（2005）
[40] Maute，K。；Ramm，E.，自适应拓扑优化，结构。Optim，10，2，100-112（1995）
[41] 嘉宾，J。；Prevost，J。；Belytschko，T.，《利用节点设计变量和投影函数实现拓扑优化中的最小长度尺度》，国际。J.数字。方法工程，61，2，238-254（2004）·Zbl 1079.74599号
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