一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法

1.本发明涉及一种采用软件二次开发的有限元建模方法，具体涉及一种采用abaqus/python软件二次开发的有限元建模方法，用于一次性创建多个骨盆上骨针分布优化的有限元模型。


背景技术：

2.abaqus是功能强大的有限元分析软件，其非线性分析功能强大，可基于强大的运算内核开发abaqus脚本。同时，abaqus软件有着较好的脚本接口(asi)，asi是在python语言基础上开发的，可通过使用python语言调用内核，实现对内核的操作。
3.骨盆骨折复位手术，骨盆骨折通常伴有骶髂关节分离，需要通过外力引导使其恢复正确的解剖位置，目前主要采用在骨盆患侧置入若干骨针，通过移动骨针进行复位。骨盆骨折复位的工况结构较为复杂，传统手术依赖医生经验，确认骨针置入骨盆的分布骨针置入骨盆的空间位置和姿态取决于医生的临床手术经验。
4.机器人辅助骨盆骨折复位，需要在骨盆患侧骨块置入2-3根骨针，对骨盆进行稳定夹持，骨针作为复位力传递的重要元件，置入骨块的空间位姿与骨盆夹持的稳定性、复位手术精度与安全性有密切关系。因此，有必要对置入骨盆多根骨针的空间位姿进行优化分析，采用有限元法可确定置入骨盆多根骨针的最佳分布。
5.骨盆骨针空间位姿分布优化，是以术中骨盆应力分布均匀性为目标函数的优化。由于骨盆骨折组织的非线性、粘弹性、非均质材料特性，难以建立优化的目标函数，进行骨盆骨折组织应力分布均匀性的优化分析。而通过有限元仿真软件，进行术中骨盆应力分布的优化确定骨针空间位姿时，需要创建包含不同空间位姿骨针的骨盆骨肌组织三维模型。
6.针对上述技术难点，本发明针对置入骨盆的骨针空间位姿优化的建模问题，为了提高模型创建的便捷性，涉及一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，能避免有限元建模的重复性工作，有效提高模型创建效率。


技术实现要素：

7.针对上述的技术问题，本发明涉及一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，用于解决复杂的重复性进行有限元模型建模。研究置入骨盆不同空间的多根骨针、在大复位力作用下损伤骨盆骨肌组织的应力分布，采用python对abaqus软件的二次开发的方法，通过预设不同的骨针的空间位姿信息，实现有限元模型的创建。
8.一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，具体包括三个步骤：
9.步骤1，损伤骨盆的骨肌组织与骨针的三维模型创建；
10.步骤2，采用abaqus/python软件二次开发一个能创建多个有限元模型的abaqus脚本文件；
11.步骤3，abaqus软件读取脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元
模型。
12.步骤1，损伤骨盆的骨肌组织、骨针的三维模型创建
13.1、逆向重建损伤骨盆骨肌组织三维模型
14.根据患者的骨盆骨折ct扫描数据，结合人体解剖结构，使用医学图像处理软件mimics和逆向工程软件geomagic studio，采用轮廓提取和逐层编辑的分割方法，逆向重建损伤骨盆的骨肌组织三维数字化模型。
15.2、创建骨针零件的三维模型
16.软件abaqus中的part模块中,从solidworks软件导入损伤骨盆骨肌组织三维数字化模型，其文件拓展名为*.x_t，新建一根骨针的三维模型，从而完成创建了损伤骨盆骨肌组织、骨针的三维模型，其中损伤骨盆的坐标系为o
xyz
。
17.步骤2，采用abaqus/python软件二次开发一个能创建多个有限元模型的abaqus脚本文件
18.1、python语言编程计算骨针在骨盆上的空间位姿，并保存在csv文件中
19.针对需要置入损伤骨盆的两根骨针，根据损伤骨盆的骨折类型和临床经验，确定第1根骨针的空间位姿；第2根骨针的空间位姿，在python语言中编程计算如下：
20.设定第2根骨针在骨盆中的针尖点、针尾点分别为p(p
x
,py,pz)、q(q
x
,qy,qz)，其中p
x
,py,pz,q
x
,qy,qz分别为这两点在骨盆坐标系o
xyz
中的三个坐标分量，则骨针的空间位置和姿态由这两个点唯一确定；
21.设骨针针尖点的坐标沿骨盆坐标系o
xyz
的x,y,z三个方向的变化区间为p
x
∈[p
x0
,p
xn
]，py∈[p
y0
,p
yn
]，pz∈[p
z0
,p
zn
]。
[0022]
骨针针尖点p的坐标p
x
,py,pz在区间内均分确定，即第k组骨针位姿的针尖点坐标为其中k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针针尖点坐标，n为骨针针尖点坐标的总个数。
[0023]
设骨针针尾点的坐标沿骨盆坐标系o
xyz
的x,y,z三个方向的变化区间分别为q
x
∈[q
x0
,q
xn
]，qy∈[q
y0
,q
yn
]，qz∈[q
z0
,q
zn
]
[0024]
计算骨针针尾点q的坐标同上，即第k组骨针针尾点的坐标为其中k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针针尾点坐标，n为骨针针尾点坐标的总个数。
[0025]
将第k组的骨针针尖点p与第k组针尾点q的坐标，结合骨针的长度l0，计算第k组的第二根骨针相对于骨盆坐标系o
xyz
的三个方位角αk,βk,γk，即
[0026][0027]
其中，αk,βk,γk分别表示第k组骨针向量相对于骨盆坐标系o
xyz
三个直角坐标轴x,y,z的方向角，k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针空间位姿。
[0028]
由骨针针尖点坐标、表示骨针方向的三个方位角，计算所有骨针的空间位姿；上述关于骨针空间位姿的计算结果，保存在一个新建的csv文件中。
[0029]
2、读取n组骨针的位姿信息，在骨盆骨肌组织模型上创建骨针的孔要素
[0030]
基于abaqus内置的python脚本接口，用python语言的csv模块，读取储存于csv文件中的n组骨针空间位姿到计算机内存中；
[0031]
在有限元软件abaqus中，根据n组骨针位姿的空间位姿信息，确定位于骨针圆柱面上的辅助点，将骨针向量的起点、终点、辅助点以函数datumpointbycoordinate定义三个基准点p1、p2、p3；通过基准点p1、p2以函数datumaxisbytwopoint创建辅助基准轴，通过基准点p1、p2、p3以函数datumplanebythreepoints创建辅助基准平面；根据骨针的尺寸参数在辅助基准平面上构建骨针的截面草图；通过创建的辅助基准轴与辅助基准平面由函数cutrevolve构建骨盆模型上需要置入骨针的孔要素。
[0032]
3、进行骨盆骨肌组织三维与两根骨针模型的装配
[0033]
骨针孔要素创建后，通过assembly模块接口将两根骨针零件从part模块导入，此时两根骨针的导入位姿为初始位姿向量，用python语言编程分别计算确定两根骨针的初始位姿向量与目标位姿向量的坐标位移与角度旋转，进行两根骨针零件与骨盆的骨肌组织三维模型装配，创建符合python语言语法的脚本语句。
[0034]
4、定义有限元模型的材料特性、单元属性、接触属性与载荷属性
[0035]
分别在abaqus软件的material模块中，定义骨骼组织、肌肉组织、骨针的材料特性；在interaction模块中，定义零件之间的接触关系，在骨骼与肌肉之间的接触属性的法向行为定义为硬接触，切向行为定义为罚摩擦；骨骼与骨骼之间的关系采用tie绑定约束；骨骼肌之间视为无摩擦接触，其接触行为在法向行为上为硬接触，在切向行为上为无摩擦；在load模块中，定义有限元模型约束，将骶骨的上端与左右股骨的下端设置为完全固定；在mesh模块中，设置各个零件的单元尺寸最大为0.1mm、单元类型为c3d10的四面体单元。
[0036]
5、生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件
[0037]
按照读取骨针空间位姿信息、骨盆模型上创建骨折孔要素、骨盆模型与骨针模型的脚本语句组合在一起，生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件。
[0038]
步骤3，abaqus软件读取脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型
[0039]
基于步骤(2)生成的脚本文件，在abaqus软件中的pde模块中运行脚本程序，获取所需的含骨针的损伤骨盆有限元模型与所需要的仿真数据，具体包括：
[0040]
点击在abaqus中“file”菜单栏下的“run script”，切换目录至选择步骤(2)生成的脚本文件的保存位置，选择脚本文件，点击“ok”确认读取脚本文件，abaqus软件中运行脚本文件，一次性创建n个有限元模型，为骨盆骨肌组织与不同空间位姿的两根骨针装配后的三维有限元模型。
[0041]
本发明在软件abaqus中，二次开发能一次性创建多个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型，其中的骨针是处于不同的空间位姿，从而能避免有限元建模的重复性工作，有效提高模型的创建效率。这些模型用于后续骨针空间位姿分布的优化分析。
附图说明
[0042]
图1为一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法示意图。
[0043]
图2为创建的损伤骨盆骨肌组织、骨针的三维模型。
[0044]
图3为在abaqus软件中运行脚本文件后，生成的含骨针的损伤骨盆有限元模型。
[0045]
图4为csv文件中保存的所有骨针的空间位姿。
具体实施方式
[0046]
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
本发明实施例将通过以下技术方案予以实现：一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，具体包括三个步骤：
[0048]
(1)损伤骨盆骨肌组织三维模型与骨针三维模型创建；
[0049]
(2)采用abaqus/python软件二次开发一个能创建多个有限元模型的abaqus脚本文件；(3)abaqus软件读取脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型。
[0050]
步骤1，损伤骨盆骨肌组织三维模型与骨针三维模型创建
[0051]
如图1步骤1所示，本实施例所涉及的创建损伤骨盆骨肌组织与骨针三维模型的方法流程图，具体如下：
[0052]
1、逆向重建损伤骨盆骨肌组织三维模型
[0053]
将扫描ct断层医学影像导入mimics软件，建立损伤骨盆的点云模型；
[0054]
结合人体解剖结构，使用医学图像处理软件mimics和逆向工程软件geomagic studio，采用轮廓提取和逐层编辑的手动分割方法，对模型表面进行光滑处理及曲面化处理，将点云模型转化成实体模型，逆向重建损伤骨盆的骨肌组织三维数字化模型。
[0055]
2、创建骨针零件的三维模型
[0056]
软件abaqus中的part模块中,从solidworks软件导入损伤骨盆骨肌组织三维数字化模型，其文件拓展名为*.x_t，新建一根骨针的三维模型，从而完成创建了损伤骨盆骨肌组织、骨针的三维模型，其中损伤骨盆的坐标系为o
xyz
,所创建的损伤骨盆骨肌组织、骨针三维模型，如图2所示。
[0057]
步骤2，采用abaqus/python软件二次开发一个能创建多个有限元模型的abaqus脚本文件
[0058]
如图1步骤2所示，本实施例所涉及一种采用abaqus/python软件二次开发方法步骤流程图，具体如下：
[0059]
1、python语言编程计算骨针在骨盆上的空间位姿，并保存在csv文件中
[0060]
在本实施例中通过记录骨针尖端的坐标与骨针尾部圆心坐标作为骨针位姿向量的起点与终点；针对需要置入损伤骨盆的两根骨针，根据损伤骨盆的骨折类型、临床经验确定第1根骨针的空间位姿，并固定其空间位姿，第2根骨针的空间位姿，按照如下规则计算：
[0061]
设定第2根骨针在骨盆中的针尖点、针尾点分别为p(p
x
,py,pz)、q(q
x
,qy,qz)，其中x,y,z分别表示在骨盆坐标系o
xyz
的三个坐标分量，则骨针的空间位置和姿态由这两个点唯一确定；
[0062]
设骨针针尖点p的坐标沿骨盆坐标系o
xyz
的x,y,z三个方向的变化区间为p
x
∈[p
x0
,p
xn
]，py∈[p
y0
,p
yn
]，pz∈[p
z0
,p
zn
]；
[0063]
骨针针尖点p的坐标p
x
,py,pz在区间内均分确定，即第k组骨针位姿的针尖点坐标为
[0064][0065]
其中，k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针，n为骨针针尖点坐标的总组数；
[0066]
设骨针针尾点q的坐标沿骨盆坐标系o
xyz
的x,y,z三个方向的变化区间分别为q
x
∈[q
x0
,q
xn
]，qy∈[q
y0
,q
yn
]，qz∈[q
z0
,q
zn
]
[0067]
计算骨针针尾点q的坐标同上，即第k组骨针针尾点的坐标为其中k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针针尾点坐标，n为骨针针尾点坐标的总组数；
[0068]
将第k组的骨针针尖点p与第k组针尾点q的坐标，结合骨针的长度l0，计算第k组骨针向量在骨盆坐标系o
xyz
的三个方位角αk,βk,γk，即
[0069][0070]
其中，αk,βk,γk分别为第k组骨针向量在骨盆坐标系o
xyz
中的三个方向角；
[0071]
由骨针针尖点坐标、骨针向量的三个方位角，可计算所有骨针的空间位姿；
[0072]
用python语言的csv模块，新建一个存储骨针空间位姿的csv文件，其扩展名为*.csv；由上述计算所获得的所有骨针的位姿信息，保存在该csv文件中，如图4所示；
[0073]
2、读取n组骨针的位姿信息，在骨盆的骨肌组织模型上创建骨针的孔要素
[0074]
基于abaqus内置的python脚本接口，利用python语言的csv模块将储存于csv文件中的骨针位姿信息读取到计算机内存中；位姿参数信息在计算机内存中以列表、字典的数据结构储存；
[0075]
在有限元软件abaqus中，根据n组骨针的空间位姿信息，确定位于骨针圆柱面上的辅助点，将骨针向量的起点、终点、辅助点以函数datumpointbycoordinate定义三个基准点p1、p2、p3；通过基准点p1、p2以函数datumaxisbytwopoint创建辅助基准轴，通过基准点p1、p2、p3以函数datumplanebythreepoints创建辅助基准平面；根据骨针的尺寸参数在辅助基准平面上构建骨针的截面草图；通过创建的辅助基准轴与辅助基准平面由函数cutrevolve在骨盆的骨肌组织三维模型上，创建需要置入骨针的孔要素；
[0076]
3、进行骨盆骨肌组织三维模型与两根骨针三维模型的装配；
[0077]
骨针孔要素创建后，通过assembly模块接口将两根骨针零件从part模块导入，此时骨针的导入位姿为初始位姿向量，用python语言编程计算确定两根骨针的初始位姿向量与目标位姿向量的坐标位移与角度旋转，进行两根骨针零件与骨盆的骨肌组织三维模型装配；
[0078]
导入骨针实例的初始位置为：骨针尖端坐标为骨盆坐标系的原点(0,0,0)，尾部圆心的坐标为(0,180,0)，目标位置的骨针尖端坐标与尾部圆心从记录骨针位姿的csv文件中读取，利用python语言首先将骨针实例按尖端位置平移至目标位置，再进行旋转，其中旋转的角度通过公式确定。
[0079]
4、定义有限元模型的材料特性、单元属性、接触属性与载荷属性
[0080]
abaqus软件的material模块中，分别定义骨骼组织、肌肉组织、骨针的材料特性。本实施例中构建的损伤骨骼组织，以均质实体单元模拟骨骼组织，弹性模量定义为7.3gpa,泊松比为0.3，密度为2000kg
·
m-3
；以均质实体单元模拟肌肉组织，mooney-rivlin 5参数本构模型来拟合肌肉组织的超弹性，其中c10为0.08556，c10为-0.05841，c20为0.039，c11为-0.02319，c02为0.00851，d1为3.6527；以均质实体单元模拟骨针，其中弹性模量为110gpa，泊松比为0.3，密度为2770kg
·
m-3
；
[0081]
interaction模块中，定义组织间的接触关系，在骨骼与肌肉间的接触属性的法向定义为硬接触，切向定义为罚摩擦；骨骼与骨骼间的关系采用tie绑定约束；肌肉间为无摩擦接触，法向为硬接触，切向为无摩擦；
[0082]
load模块中，定义有限元模型约束，将骶骨的上端与左右股骨的下端设置为完全固定；
[0083]
mesh模块中，设置各零件的单元尺寸最大0.1mm、单元类型为c3d10的四面体单元。
[0084]
5、生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件
[0085]
将读取骨针空间位姿、骨盆模型上创建骨折孔要素、骨盆与骨针模型装配的脚本语句，组合在一起，生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件，如图3所示。
[0086]
步骤3，abaqus软件读取脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型
[0087]
如图1步骤3所示，基于步骤2生成的脚本文件，在abaqus软件中的pde模块中运行脚本程序，获取所需的含骨针的损伤骨盆有限元模型与所需要的仿真数据，具体包括：
[0088]
点击在abaqus中“file”菜单栏下的“run script”，切换目录至选择步骤2生成的脚本文件的保存位置，选择脚本文件，点击“ok”进行确认读取脚本文件，一次性创建n个有限元模型，是骨盆骨肌组织与不同空间位姿的两根骨针装配为一体的有限元模型。
[0089]
本发明涉及一种采用abaqus/python软件二次开发用于创建骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，通过将需要进行优化分析的损伤骨盆医学断层影像导入，利用医学图像处理软件mimics和逆向工程软件geomagic studio逆向重建损伤骨肌组织得三维数字化模型；利用有限元分析软件设置有限元模型的材料属性、截面属性、接触属性与分析方法；根据读取到计算机内存中的n组骨针的位姿参数信息，采用python语言生成abaqus脚本文件；在abaqus有限元软件中读取脚本文件，一次性创建若干个有限元模型。具体骨针的位姿信息储存于csv文档中，创建不同有限元模型时仅需要对csv文档进行操作，十分方便。
[0090]
为了方便使用和保证如前述的方法易于理解与重现，本实施例提供部分源代码如下：
[0091]
[0092]
[0093]
[0094][0095]
本发明上述实施例，一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，包括三个步骤：损伤骨盆骨肌组织与骨针的三维模型创建；采用abaqus/python软件二次开发，一个能一次性于创建若干个有限元模型的abaqus脚本文件；abaqus软件中读取这个脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型。
[0096]
本发明上述实施例，采用软件abaqus/python的二次开发，一次性创建骨盆骨肌组织上置入多根骨针的n个有限元模型，可用于置入骨盆的多根骨针的空间位姿优化分析，能避免有限元建模的重复性工作，有效提高模型创建效率。
[0097]
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，其特征在于，包括以下三个步骤：(1)损伤骨盆的骨肌组织、骨针的三维模型创建；(2)基于abaqus/python软件二次开发一个能创建多个有限元模型的脚本文件，包括：a)python语言编程计算n组骨针在骨盆上的空间位姿，并保存在csv文件中；b)读取n组骨针的空间位姿，在骨盆骨肌组织模型上创建骨针的孔要素；c)将骨盆骨肌组织与两根骨针进行装配；d)生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件；(3)abaqus软件读取脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型。2.根据权利要求1所述的一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：采用医学图像处理软件mimics和逆向工程软件geomagic studio，逆向重建损伤骨盆的骨肌组织三维数字化模型；软件abaqus中的part模块中,从solidworks软件导入损伤骨盆骨肌组织三维数字化模型，其文件拓展名为*.x_t；新建一根骨针的三维模型，完成损伤骨盆骨肌组织、骨针的三维模型的创建，其中损伤骨盆的坐标系为o
xyz
。3.根据权利要求1所述的一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下4个要点：要点1：python语言编程计算骨针在骨盆上的空间位姿向量，并保存在csv文件中；针对需要置入损伤骨盆的两根骨针，根据损伤骨盆的骨折类型、临床经验确定第1根骨针的空间位姿，第2根骨针的空间位姿，具体计算如下：设第2根骨针的针尖点、针尾点分别为p(p
x
,p
y
,p
z
)、q(q
x
,q
y
,q
z
)，其中p
x
,p
y
,p
z
,q
x
,q
y
,q
z
分别为这两点在骨盆坐标系o
xyz
中的三个坐标分量，则骨针的空间位置和姿态由这两个点唯一确定；设骨针针尖点坐标p
x
,p
y
,p
z
在骨盆坐标系o
xyz
中沿x,y,z三个方向的变化区间为p
x
∈[p
x0
,p
xn
]，p
y
∈[p
y0
,p
yn
]，p
z
∈[p
z0
,p
zn
]，骨针针尖点的坐标p
x
,p
y
,p
z
在区间内均分确定，即第k组骨针位姿的针尖点坐标为其中k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针针尖点坐标，n为骨针针尖的总个数；设骨针针尾点的坐标q
x
,q
y
,q
z
沿骨盆坐标系o
xyz
中沿x,y,z三个方向的变化区间为q
x
∈[q
x0
,q
xn
]，q
y
∈[q
y0
,q
yn
]，q
z
∈[q
z0
,q
zn
]，计算骨针针尾点的坐标同上，即第k组骨针针尾点的坐标为其中k＝(1,2,
…
,n)为第k组骨针针尾点坐标，n为骨针针尾点的总个数；由第k组的骨针针尖点p与第k组针尾点q的坐标，结合骨针的长度l0，可计算第k组骨针在模型坐标系o
xyz
中的三个方位角α
k
,β
k
,γ
k
，即由骨针针尖点坐标、骨针向量的三个方位角，可计算所有骨针的空间位姿；上述关于骨
针空间位姿的计算结果，保存在csv文件中。要点2：读取n组骨针的位姿信息，在骨盆的骨肌组织模型上创建骨针的孔要素：python语言的csv模块，读取csv文件中的n组骨针空间位姿；软件abaqus中，根据n组骨针的空间位姿，在骨盆的骨肌组织三维模型上创建需置入骨针的孔要素；要点3：将骨盆骨肌组织与两根骨针模型进行装配；骨盆模型中的骨针孔要素创建后，通过assembly模块接口将两根骨针零件从part模块导入，此时骨针的导入位姿为初始位姿向量，用python语言编程计算确定两根骨针的初始位姿向量与目标位姿向量的坐标位移与角度旋转，进行骨盆骨肌组织与两根骨针模型的装配；要点4：生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件；将读取骨针空间位姿、骨盆模型上创建骨折孔要素、骨盆与骨针模型装配的脚本语句，组合在一起，生成一个能一次性创建n个有限元模型的abaqus脚本文件。4.根据权利要求3所述的一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，其特征在于，所述要点2中骨针孔要素的创建方法，具体如下：根据读取的骨针位姿，确定位于骨针圆柱面上的辅助点，将骨针向量的起点、终点、辅助点以函数datumpointbycoordinate定义三个基准点p1、p2、p3；通过基准点p1、p2以函数datumaxisbytwopoint创建辅助基准轴，通过基准点p1、p2、p3以函数datumplanebythreepoints创建辅助基准平面；根据骨针的尺寸参数在辅助基准平面上构建骨针的截面草图；通过创建的辅助基准轴与辅助基准平面由函数cutrevolve构建骨盆模型上需要置入骨针的孔要素。5.根据权利要求1所述的一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：在abaqus软件中的pde模块中运行脚本程序，点击在abaqus中“file”菜单栏下的“run script”，切换目录至选择步骤2生成的脚本文件的保存位置，选择脚本文件，点击“ok”进行确认，读取脚本文件，一次性创建n个有限元模型，是骨盆骨肌组织与不同空间位姿的骨针装配为一体的三维有限元模型。

技术总结
一种一次性创建多个骨盆上骨针分布优化有限元模型的方法，包括：损伤骨盆骨肌组织与骨针的三维模型创建；采用ABAQUS/Python软件二次开发一个用于一次性创建若干个有限元模型的ABAQUS脚本文件；ABAQUS软件读取这个脚本文件，一次性创建n个含骨针的骨盆骨肌组织有限元模型。本发明基于ABAQUS/Python软件，二次开发一个脚本文件，用于一次性创建含骨针的骨盆骨肌组织的多个有限元模型，能避免有限元建模的重复性工作，有效提高模型的创建效率。有效提高模型的创建效率。有效提高模型的创建效率。


技术研发人员：雷静桃 魏益民
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/11/1