一次家庭医疗过程中高压氧舱的突然坍塌，引发了一场高规格的法医调查。加固聚合物外壳瞬间失效，产生内爆，碎片四散。鉴定工作必须回答两个关键问题：致命裂缝的起源点在哪里，以及泄压阀是否被人为操作过。为此，实施了一套结合高分辨率计算机断层扫描与有限元仿真的工作流程。
法医工作流程：从CT扫描到非线性仿真 🔍
流程始于VGSTUDIO MAX，在此对所有回收的碎片进行工业CT扫描。生成了一个体积网格，能够像拼图一样虚拟拼接碎片，识别互补的断裂面。此数字重建结果被导出至Geomagic Design X，以优化几何形状并修复扫描伪影。随后，在Rhinoceros 3D中对缺失的泄压阀和结构加强件进行建模。完整的装配体被导入Abaqus，在此施加内部压力条件，并模拟设备的历史载荷循环，对加固聚合物采用渐进损伤模型。
材料疲劳作为医疗安全的保障 ⚙️
仿真结果显示，裂缝的起始点位于壳体与入口端口连接处附近的应力集中区域。疲劳分析表明，由于未记录的微循环，材料已超过其预估使用寿命。此外，对阀门的仿真证明其未被操作过；失效完全由聚合物疲劳导致。此案例强调了将疲劳仿真纳入便携式医疗设备认证流程的必要性，因为此类设备的结构失效直接危及生命。
如何将有限元仿真数据与断裂面的3D扫描相结合，以确定便携式高压氧舱坍塌过程中裂纹扩展的确切顺序
(附注：材料疲劳就像你连续仿真10小时后的状态。)