2.2　设备与软件

设备与软件：Lightspeed pro 16螺旋扫描CT和ADW 4.3工作站（GE公司，美国）；Mimics 10.01扫描数据模拟重建软件（Materialise公司，比利时）；Imageware 10.0逆向工程软件（EDS公司，美国）；Ansys 8.0有限元分析软件（Ansys公司，美国）。

Mimics（materialise’s interactive medical image control system）软件是由比利时Materialise公司开发的交互式医学影像控制系统，是一套高度整合而且易用的3D图像生成及编辑处理软件，可以根据用户不同需求进行不同的搭配。它能输入各种扫描数据（CT、MRI）图像（特别是DICOM格式），建立3D模型进行编辑，然后输出通用的CAD（计算机辅助设计）、FEA（有限元分析）、RP（快速成型）格式，可以在PC机上进行大规模数据的转换处理，是扫描（CT、MRI）等数据与快速成型、计算机辅助设计和有限元分析之间的工具界面，可以直接读取CT输出的图像信息，并对其进行直接建模，打破了以往CT、MRI等二维断层扫描技术的局限性，并将这些图片进行三维重建，是连接断层扫描图片与快速原型制造的桥梁[43]。Mimics具有将影像图片转化成三维实体的功能，同时也具有将三维实体转化成影像图片的逆向工程功能。(https://www.daowen.com)

Imageware软件是最著名的逆向工程软件，由美国EDS公司出品。它处理数据的流程遵循点—曲线—曲面原则，主要处理流程包括点过程、曲线创造过程和曲面创建过程。因其强大的点云处理能力、曲面编辑能力和A级曲面构建能力而被广泛应用于汽车、航空、计算机零部件等设计与制造领域，为自由曲面产品设计方面的所有关键领域提供了应用驱动的解决方案。首先利用三维坐标测量仪器测出模型表面点阵数据，并用诸如圆柱面、球面、平面等特殊的点信息将点阵准确对齐，对点阵进行判断，去除噪音点，然后通过改变控制点的数目来调整曲线（控制点增多则形状吻合度好，控制点减少则曲线较为光顺），为后续模型建立做适当修改，并判断和决定生成哪种类型的曲面。Imageware空前先进的技术保证了用户能在更短时间内进行设计、逆向工程，并精确地构建和完全地检测高质量的自由曲面；提供了模块化的产品来满足用户的不同需求，这样的设计完全围绕产品从概念设计、工模具设计和检测样机以至生产加工这一产品的生命周期，目的在于提高产品质量，缩短生产时间。

Ansys软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的、目前世界上最权威的大型通用有限元分析软件，由美国的Ansys公司开发，能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换。软件主要包括三个部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析、流体动力学分析、电磁场分析等，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线、截面（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。通过Mimics与Ansys的专用接口，可将附好材质的实体模型完整地导入Ansys，避免了数据转换导致的数据丢失与识别错误。在本研究中，我们充分运用Ansys软件求解外载荷引起的位移、应力及分析复杂结构在空间中的运动特性，提高了实验的可信度和精准度。