本文關(guān)鍵詞：豬膝關(guān)節(jié)軟骨的動態(tài)力學(xué)性能測試，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人的膝關(guān)節(jié)使用頻繁,在運(yùn)動中損傷極易發(fā)生,其中以膝關(guān)節(jié)軟骨損傷最為常見。關(guān)節(jié)軟骨一旦損傷,軟骨細(xì)胞很難再生,所以關(guān)節(jié)自身難以修復(fù)還原。目前,國內(nèi)外很多學(xué)者相繼提出了很多關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)方法,這其中,采用霍普金森壓桿實驗技術(shù)研究比較修復(fù)前后關(guān)節(jié)軟骨的動態(tài)力學(xué)特性,對評判修復(fù)效果提供了一條比較快捷準(zhǔn)確的途徑。另外,為了研究關(guān)節(jié)軟骨的損傷機(jī)理,生物力學(xué)研究領(lǐng)域往往需要構(gòu)建高精細(xì)化的關(guān)節(jié)有限元模型,其中至關(guān)重要的參數(shù)是軟骨的動態(tài)本構(gòu)模型,采用霍普金森壓桿實驗可以方便地得到軟骨的動態(tài)力學(xué)特性。 本文在傳統(tǒng)霍普金森壓桿的組成及原理基礎(chǔ)上,針對膝關(guān)節(jié)軟骨的軟物質(zhì)材料特性,改進(jìn)并建立了一套可以測試軟材料的霍普金森壓桿實驗系統(tǒng),并對其進(jìn)行了嚴(yán)格校核。本文的核心內(nèi)容是測試成年豬膝關(guān)節(jié)軟骨的動態(tài)力學(xué)特性。為了準(zhǔn)確得到膝軟骨的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變曲線,本文提高了透射信號對應(yīng)的電橋橋壓,將微弱的透射信號盡量放大。為了保證加載時應(yīng)變率基本恒定以及試樣受力均勻、變形均勻,實驗采用了整形器,將高速撞擊帶來的高頻分量過濾,同時將加載速率降低。本文對整形器尺寸的選擇規(guī)律進(jìn)行了研究,找出了整形器尺寸和厚度變化與子彈撞擊速度之間的聯(lián)系。為了準(zhǔn)確判斷試樣兩端所受的應(yīng)力是否達(dá)到平衡狀態(tài),本文采用了石英晶體傳感器測得試樣兩端的受力,定量測試和計算了石英晶體傳感器對桿產(chǎn)生的軸向慣性效應(yīng),給出了慣性修正的方法。最后,得到了成年豬膝關(guān)節(jié)軟骨在三種應(yīng)變率1800s-1、2700s-1、3500s-1下的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變曲線,并對三條曲線進(jìn)行了分析比較。
【關(guān)鍵詞】：霍普金森壓桿 膝關(guān)節(jié)軟骨 整形器 石英晶體 常應(yīng)變率 應(yīng)力平衡
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R684;R318.01
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題背景10-13
• 1.2 沖擊生物力學(xué)的發(fā)展13-14
• 1.3 霍普金森壓桿測試技術(shù)的起源與發(fā)展14-17
• 1.4 研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.5 研究的創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 2 實驗方法介紹19-29
• 2.1 概述19-20
• 2.2 傳統(tǒng)霍普金森壓桿的組成20-21
• 2.3 傳統(tǒng)霍普金森壓桿的實驗原理21-27
• 2.3.1 細(xì)長圓柱桿中的彈性波21-24
• 2.3.2 兩半無限長彈性桿的共軸撞擊24-25
• 2.3.3 霍普金森壓桿實驗原理25-27
• 2.4 軟材料測試的難點(diǎn)問題27-29
• 3 實驗裝置的建立及其校核29-39
• 3.1 實驗裝置的建立29-34
• 3.1.1 加載裝置29-30
• 3.1.2 壓桿系統(tǒng)30-31
• 3.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)31-34
• 3.2 實驗系統(tǒng)的標(biāo)定34-36
• 3.3 實驗系統(tǒng)的校核36-39
• 3.3.1 純鋁的靜態(tài)壓縮36
• 3.3.2 純鋁的動態(tài)壓縮36-39
• 4 石英晶體的使用39-47
• 4.1 概述39
• 4.2 石英晶體的使用方法39-42
• 4.3 慣性修正42-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5 整形器的使用47-59
• 5.1 概述47-48
• 5.2 整形器材質(zhì)的選擇48-51
• 5.2.1 H62黃銅作整形器48
• 5.2.2 T2紫銅作整形器48-50
• 5.2.3 卡紙作整形器50-51
• 5.3 整形器尺寸的選擇規(guī)律51-58
• 5.3.1 相同厚度、相同大小的整形器51-53
• 5.3.2 相同厚度、不同大小的整形器53-55
• 5.3.3 相同大小、不同厚度的整形器55-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 6 豬膝關(guān)節(jié)軟骨應(yīng)力應(yīng)變特性測試59-69
• 6.1 引言59
• 6.2 試樣制備59-62
• 6.3 實驗測試62-66
• 6.4 實驗結(jié)果及分析66-68
• 6.5 本章小結(jié)68-69
• 7 總結(jié)與展望69-71
• 7.1 總結(jié)69-70
• 7.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 作者簡歷75
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果75

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：豬膝關(guān)節(jié)軟骨的動態(tài)力學(xué)性能測試，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：307579