發(fā)布時間：2018-04-02 23:29

  本文選題：皮膚　切入點(diǎn)：粘彈性　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：皮膚的力學(xué)特性對臨床皮膚疾病的治療、發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助皮膚疾病治療技術(shù)、評估人工皮膚的綜合力學(xué)特性以及為研究其它軟組織的力學(xué)性能提供參考等方面具有十分重要的意義。然而，大量工作都集中在包括拉伸、蠕變、應(yīng)力松弛和循環(huán)加載在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)研究上，而很少有考慮加載歷史對皮膚力學(xué)性能影響方面的研究。 本文針對現(xiàn)有研究的不足，，選用大鼠背部皮膚為實(shí)驗(yàn)材料，首先開展了不同應(yīng)力（變）率下的單軸拉伸試驗(yàn)；然后在不同應(yīng)力下開展了單步蠕變試驗(yàn)和具有3個加載步的多步蠕變實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究了蠕變及應(yīng)力松弛歷史對蠕變特性的影響。并且，通過石蠟切片技術(shù)、HE染色方法，利用光學(xué)顯微鏡，對已完成拉伸、單步或多步蠕變試驗(yàn)的大鼠皮膚進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)觀察和分析。結(jié)果表明，皮膚是復(fù)雜的非線性粘彈性材料，不論是在單步實(shí)驗(yàn)中還是多步實(shí)驗(yàn)都表現(xiàn)出應(yīng)力相關(guān)性。而且，蠕變和松弛加載歷史都對皮膚的蠕變特性產(chǎn)生重要影響。蠕變加載后纖維束沿受力方向伸直、伸長，并出現(xiàn)聚攏和滑移現(xiàn)象；加載順序?yàn)榈蛻?yīng)力蠕變-應(yīng)力松弛-高應(yīng)力蠕變的多步蠕變加載方式在所進(jìn)行的蠕變研究中獲得的蠕變應(yīng)變最大，微觀結(jié)構(gòu)的空隙率最低。 在此基礎(chǔ)上，本文還考慮平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值和應(yīng)力率等影響因素，開展了單步循環(huán)和多步循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究，并對循環(huán)實(shí)驗(yàn)后大鼠皮膚的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析。結(jié)果表明，循環(huán)加載歷史對皮膚的循環(huán)特性具有重要影響。循環(huán)加載后纖維束交變載荷作用而產(chǎn)生變形，表現(xiàn)出因滑移運(yùn)動和短裂紋（單步循環(huán)）或長裂紋（多步平均應(yīng)力循環(huán)）擴(kuò)展而導(dǎo)致的疲勞斷裂；結(jié)合Basquin模型和修正的SWT模型可以預(yù)測皮膚在單步循環(huán)下的低周疲勞壽命；加載歷史對循環(huán)特性的影響因平均應(yīng)力或應(yīng)力幅值的不同而存在差異。
[Abstract]:The mechanical properties of skin in the treatment of clinical skin diseases, the development of computer-assisted skin disease treatment technology,It is of great significance to evaluate the comprehensive mechanical properties of artificial skin and to provide reference for the study of other soft tissue mechanical properties.Then the single-step creep test and the multi-step creep experiment with three loading steps were carried out under different stresses. The influence of creep and stress relaxation history on creep characteristics was studied.The microstructures of the skin of rats with tensile, single or multi-step creep tests were observed and analyzed by means of paraffin section technique and HE staining.The results show that skin is a complex nonlinear viscoelastic material with stress dependence both in one-step and multi-step experiments.Moreover, both creep and relaxation loading history have an important effect on skin creep characteristics.After creep loading, the fiber bundle is straight and elongated along the direction of stress, and the phenomenon of convergence and slippage occurs.The loading sequence is low stress creep, stress relaxation and high stress creep. The creep strain is the largest and the void ratio of microstructure is the lowest.On the basis of this, considering the influence factors of average stress, stress amplitude and stress rate, the experiment of single step cycle and multi step cycle was carried out, and the microstructures of rat skin after cyclic experiment were observed and analyzed.The results show that cyclic loading history plays an important role in the cycling characteristics of skin.After cyclic loading, the fiber bundle is deformed under alternating load, showing fatigue fracture caused by slip motion and short crack (single cycle) or long crack (multistep mean stress cycle) propagation.Combined with the Basquin model and the modified SWT model, the low cycle fatigue life of skin can be predicted under one step cycle, and the effect of loading history on the cycle characteristics is different due to the difference of average stress or stress amplitude.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R339.11

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本文編號：1702613