在骨科手術(shù)中,骨鉆削時(shí)超過(guò)55℃會(huì)導(dǎo)致骨組織壞死甚至發(fā)生氧化,影響手術(shù)效果。而克氏針與骨組織之間的摩擦,克氏針的結(jié)構(gòu)對(duì)鉆削過(guò)程的影響等是決定鉆削熱的產(chǎn)生和鉆削溫度的主要因素。在針尖表面設(shè)計(jì)分屑槽等微結(jié)構(gòu)可以有效降低鉆削溫度。本文通過(guò)克氏針鉆削骨過(guò)程的有限元仿真,建立骨鉆削溫度及骨鉆削力的預(yù)報(bào)模型,對(duì)圓弧槽克氏針在骨鉆削中結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）對(duì)傳統(tǒng)的克氏針結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),通過(guò)研究分屑槽減磨機(jī)理,選取合理結(jié)構(gòu)參數(shù);設(shè)計(jì)克氏針?lè)中疾奂庸すに嚰皩?zhuān)用加工平臺(tái),通過(guò)該平臺(tái)可加工具有分屑槽和前角的新型克氏針,以解決傳統(tǒng)克氏針鉆孔過(guò)程中易產(chǎn)生溫升過(guò)高而損傷骨細(xì)胞的問(wèn)題;（2）利用Abaqus軟件分析骨鉆削過(guò)程,對(duì)比分析了有無(wú)分屑槽的克氏針在骨鉆削過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)分布及溫度場(chǎng)變化,以及多孔鉆削時(shí)溫度場(chǎng)的分布情況;（3）搭建了基于直角坐標(biāo)機(jī)器人的骨鉆削測(cè)溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了對(duì)比分析實(shí)驗(yàn),分析了分屑槽參數(shù)對(duì)鉆削溫度的影響;（4）利用MATLAB及SPSS（Statistical Product and Service Solutions）軟件,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)極差分析判斷出克氏針... 

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源、研究背景和目的意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究背景和目的意義
    1.2 骨鉆削國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
    1.3 克氏針骨鉆削研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 克氏針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
    2.1 克氏針?lè)中疾墼O(shè)計(jì)優(yōu)化
        2.1.1 克氏針結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
        2.1.2 克氏針三維模型的建立
        2.1.3 圓弧槽克氏針強(qiáng)度和剛度的校核
    2.2 圓弧槽克氏針加工工藝設(shè)計(jì)
        2.2.1 圓弧槽克氏針結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.2.2 四種圓弧槽克氏針結(jié)構(gòu)對(duì)比分析
    2.3 克氏針加工裝置設(shè)計(jì)
        2.3.1 克氏針加工裝置設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)方法
        2.3.2 磨削克氏針斜面裝置
        2.3.3 磨削克氏針?lè)中疾垩b置
    2.4 本章小結(jié)
第3章 克氏針骨鉆削溫度及應(yīng)力有限元分析
    3.1 簡(jiǎn)化克氏針骨鉆削熱源
        3.1.1 傳熱學(xué)模型簡(jiǎn)化
        3.1.2 熱源強(qiáng)度計(jì)算
    3.2 骨鉆削溫度的理論計(jì)算
        3.2.1 剪切溫度的計(jì)算
        3.2.2 克氏針-骨屑摩擦面上摩擦溫度的計(jì)算
    3.3 骨鉆削仿真模型的建立
        3.3.1 鉆削模型的建立
        3.3.2 材料參數(shù)及邊界條件的設(shè)定
        3.3.3 克氏針骨鉆削失效準(zhǔn)則選取
        3.3.4 克氏針骨鉆削模型接觸設(shè)定
        3.3.5 網(wǎng)格優(yōu)化及分析
    3.4 克氏針骨鉆削仿真應(yīng)力場(chǎng)及溫度場(chǎng)的分析
        3.4.1 克氏針骨鉆削仿真應(yīng)力場(chǎng)分析
        3.4.2 克氏針骨鉆削應(yīng)力場(chǎng)仿真與理論對(duì)比分析
        3.4.3 克氏針骨鉆削仿真溫度場(chǎng)分析
    3.5 仿真結(jié)果對(duì)比分析
        3.5.1 克氏針?lè)中疾坌螤顚?duì)骨鉆削溫度的影響
        3.5.2 克氏針?lè)中疾鄢叽鐚?duì)溫度影響的仿真
        3.5.3 多孔鉆削孔間溫度場(chǎng)相互干擾仿真
    3.6 本章小結(jié)
第4章 克氏針骨鉆削實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        4.1.1 克氏針骨鉆削控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.1.2 測(cè)試系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理
        4.1.3 克氏針骨鉆削實(shí)驗(yàn)平臺(tái)控制系統(tǒng)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.1.4 實(shí)驗(yàn)刀具及試件
    4.2 克氏針制備
        4.2.1 克氏針斜平面磨制
        4.2.2 克氏針?lè)中疾勰ブ?br>    4.3 分屑槽克氏針骨鉆削實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1克氏針?lè)中疾坌螤顔我蛩貙?shí)驗(yàn)
        4.3.2 克氏針?lè)中疾坌螤顚?duì)骨鉆削溫度及骨鉆削力的影響
    4.4 圓弧槽克氏針骨鉆削實(shí)驗(yàn)研究
        4.4.1 克氏針圓弧槽結(jié)構(gòu)參數(shù)單因素實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果
        4.4.2 克氏針圓弧槽長(zhǎng)度對(duì)骨鉆削溫度及骨鉆削力的影響
        4.4.3 克氏針圓弧槽深度對(duì)骨鉆削溫度及骨鉆削力的影響
        4.4.4 克氏針圓弧槽與尖端距離對(duì)骨鉆削溫度及骨鉆削力的影響
    4.5 多孔鉆削孔間溫度場(chǎng)相互干擾影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究
        4.5.1 多孔鉆削孔間溫度場(chǎng)相互干擾單因素實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果
        4.5.2 多孔鉆削孔間溫度場(chǎng)相互干擾影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 克氏針骨鉆削溫度和骨鉆削力預(yù)報(bào)模型的建立及參數(shù)優(yōu)化
    5.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⒎椒ê蛢?yōu)化算法
        5.1.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x擇
        5.1.2 遺傳算法簡(jiǎn)介
    5.2 克氏針骨鉆削結(jié)構(gòu)參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果分析
        5.2.1 正交實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果極差分析
    5.3 關(guān)于克氏針結(jié)構(gòu)參數(shù)的骨鉆削溫度和骨鉆削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        5.3.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?br>        5.3.2 骨鉆削溫度和骨鉆削力的回歸預(yù)測(cè)模型
        5.3.3 線性回歸模型的顯著性檢驗(yàn)
        5.3.4 回歸模型系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)
    5.4 克氏針結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        5.4.1 多目標(biāo)函數(shù)的遺傳算法求解方法
        5.4.2 克氏針骨鉆削結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        5.4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]淬硬鋼模具曲面銑削有限元仿真及試驗(yàn)研究[J]. 岳彩旭,郝勝宇,黃翠,王彥武.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]虛擬砂輪磨削有限元仿真以及試驗(yàn)對(duì)比分析[J]. 王建軍,黃景山.  裝備制造技術(shù). 2018(09)
[4]ZrO2陶瓷平面磨削溫度仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張珂,趙國(guó)歡,孫健,韓濤,劉春光.  表面技術(shù). 2017(12)
[5]300M超高強(qiáng)度鋼高速切削過(guò)程仿真研究[J]. 張慧萍,劉壬航,李珍燦,張慶宇.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(10)
[6]硬質(zhì)合金磨削溫度場(chǎng)的仿真與試驗(yàn)研究[J]. 胡超,李長(zhǎng)虹,趙先鋒,何林.  工具技術(shù). 2017(05)
[7]旋轉(zhuǎn)超聲磨削鈦合金有限元仿真與試驗(yàn)研究[J]. 劉凡,秦娜,牛健地,鄭亮.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2017(02)
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博士論文
[1]模具鋼硬態(tài)切削過(guò)程刀具磨損及表面淬火效應(yīng)研究[D]. 岳彩旭.哈爾濱理工大學(xué) 2012
[2]微量潤(rùn)滑切削表面殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)建模[D]. 季霞.上海交通大學(xué) 2014
[3]基于應(yīng)變梯度塑性理論的正交微切削變形研究[D]. 吳繼華.山東大學(xué) 2009

碩士論文
[1]金屬鈰金剛石切削加工表面質(zhì)量的有限元仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 金銘.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]齒槽骨的鉆削溫度及鉆孔質(zhì)量研究[D]. 付江焜.山東大學(xué) 2018
[3]骨鉆鉆頭刃形結(jié)構(gòu)對(duì)鉆削力與溫度的影響研究[D]. 杜興澤.昆明理工大學(xué) 2018
[4]低溫微量潤(rùn)滑高速銑削300M鋼工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 劉壬航.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[5]微織構(gòu)醫(yī)療鉆頭骨鉆削溫度及刀具磨損研究[D]. 江汪彪.天津理工大學(xué) 2017
[6]骨骼微切削過(guò)程的有限元仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 殷杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[7]微織構(gòu)刀具皮質(zhì)骨鉆削溫度的預(yù)報(bào)模型研究[D]. 孫建波.天津理工大學(xué) 2016
[8]基于正交各向異性分析的皮質(zhì)骨鉆削的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 何玲.天津理工大學(xué) 2016
[9]不銹鋼材料車(chē)削加工的實(shí)驗(yàn)研究與有限元仿真[D]. 伊海洋.西南石油大學(xué) 2015
[10]超高速磨削溫度的仿真研究[D]. 郭珍吉.東北大學(xué) 2014



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