【摘要】：隨著社會的發(fā)展和居民生活水平的提高,人們越來越關注自身的健康問題。由于運動損傷、交通事故、年齡增長等因素使骨骼骨折成為日常生活中常見的一種疾病,內固定是醫(yī)療上常用的治療骨折的一種方式,內固定的過程中需要對骨進行預鉆孔,以便植入固定物,但進行骨鉆削的過程中過大的軸向力會引起皮質骨產(chǎn)生裂紋或者引起骨組織損傷,為了降低鉆削過程中的軸向力,提高鉆孔的質量,本文引入了超聲輔助鉆削技術,從理論上對超聲輔助鉆削機理進行了分析,并通過有限元仿真和試驗對比研究了超聲輔助鉆削皮質骨與普通鉆削皮質骨的異同,最后利用Minitab軟件對超聲輔助鉆削皮質骨的軸向力進行了優(yōu)化。具體的研究內容如下:(1)通過對超聲軸向輔助鉆削的運動學分析,建立了軸向振動鉆削的運動學方程,并得到了超聲振動鉆削過程中切削刃上任意點的切削速度、軌跡長度和切削厚度;然后分析了超聲輔助鉆削過程中的分離沖擊,斷屑和振動減摩機理。(2)基于ABAQUS有限元分析軟件對超聲輔助鉆削皮質骨進行了有限元分析,將三維的鉆削模型簡化為二維的切削模型,研究了傳統(tǒng)鉆削和超聲輔助鉆削的應力場,并引入切削度的概念,對比分析了傳統(tǒng)鉆削和超聲輔助鉆削過程中皮質骨切削局部應力狀態(tài)隨時間的變化。(3)設計并進行了皮質骨鉆削的單因素試驗,利用Kister 9129AA測力儀,Taylor Hobson Talysurf i-Series 5粗糙度輪廓儀等儀器設備,研究了傳統(tǒng)鉆削和超聲輔助鉆削兩種不同的鉆削方式對皮質骨的軸向力,切屑形態(tài)和表面粗糙度的影響。(4)使用Minitab軟件設計并進行中心復合試驗,分析了鉆削轉速、進給量、超聲頻率與幅值四個參數(shù)對軸向力的影響,然后基于響應面法建立了超聲輔助鉆削皮質骨軸向力的預報模型,并對模型進行了方差分析,最后對參數(shù)進行了優(yōu)化。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論課題研究背景、意義與目的是人身體上重要的構成部分，具有高的強度、剛度和斷裂韌性，起到支撐作用。然而，交通事故、跌倒、運動損傷等經(jīng)常引起骨折的發(fā)生，臨床上固定兩種治療骨折的手段，對于輕微骨折患者進行骨的外固定，利用骨的-骨膜（外表面）和骨內膜（接觸骨髓的內表面）提供成骨細胞，努力彌合較嚴重的骨折患者必須利用手術的方法進行骨的內固定，進行內固定的常需要對骨進行預鉆孔操作，以便植入固定裝置，像螺釘、髓內釘和固定斷端，但骨鉆削過程中過高的切削力會損傷骨組織，引起一系列手術并的術后康復，嚴重的甚至會導致患者殘疾，如圖 1-1 所示為骨折內固定前。

第一章 緒論壞骨組織中細胞的生長與分布，造成不同程度能。對于輕微的骨組織損傷可以通過骨組織細自行康復；當損傷程度較大時，骨鉆孔周圍的的再生能力，，造成不可恢復的骨損傷，嚴重的于金屬材料的鉆削，不僅要達到鉆孔的目的還免造成骨組織的損傷。削（UAD）是在鉆削的進給方向施加高頻、低削技術從微觀上來看是一種斷續(xù)的脈沖切削加的有效接觸時間，降低產(chǎn)生的切削熱和切削部淳一郎教授和中央大學的島川正憲教授提加工、研磨拋光等機械加工領域取得了良好的削能有效降低切削力、切削熱、提高加工工件具的磨損，改善切削狀態(tài)，提高切削性能[6]，
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH777

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本文編號：2670928