骨作為一種由膠原纖維和羥基磷灰石組成的自然生物復(fù)合材料,具有很高的斷裂強度和斷裂韌性。骨優(yōu)良的力學(xué)性質(zhì)和它的宏微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān),對其宏微觀結(jié)構(gòu)的深入研究將能夠揭示其強韌機理,為人造骨骼材料提供有益的指導(dǎo)。 本文通過宏細觀相結(jié)合的實驗和計算分析,研究骨的宏微觀結(jié)構(gòu)與其力學(xué)行為的關(guān)系。完成了以下工作并得到若干有益結(jié)論: ①選取家牛的扇子骨作為宏細觀相結(jié)合實驗的研究對象,用MTS材料試驗機測試了該骨沿兩個相互垂直方向的力學(xué)行為。實驗結(jié)果表明該骨在載荷較小時保持較好的彈性性質(zhì),而在載荷較大時具有一定的塑性。實驗結(jié)果也表明該骨沿兩個相互垂直方向的彈性性質(zhì)和極限強度不同,表明骨是一種各向異性的生物材料。 ②利用掃描電鏡對宏觀力學(xué)試驗后的牛骨斷面進行細觀觀察,發(fā)現(xiàn)其中的膠原纖維按螺旋方式排列。觀察還發(fā)現(xiàn)其中存在彼此連通的哈弗氏管道,這些實驗結(jié)果為骨的有限元模型分析提供了實驗基礎(chǔ)。 ③利用CT掃描技術(shù)、Mimics醫(yī)學(xué)成像、Imageware快速原型復(fù)制及ABAQUS軟件,形象客觀地建立了具有真實性和立體感的人左股骨的整體有限元模型,為骨的多尺度有限元分析提供了分析基礎(chǔ)。這表明... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

股骨結(jié)構(gòu)圖

牛扇子骨Fig2.1Fanboneofcattle

牛扇子骨MTS試驗試樣尺寸

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新的測試脛骨骨生物力學(xué)特性的三點彎曲方法[J]. 陳天華,陳孟詩,姚曉琳,龍維富,陳槐卿,李良.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2008(02)
[2]生物礦化與仿生材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 馮慶玲.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[3]松質(zhì)骨粘彈性的數(shù)值分析[J]. 李德源,陳海斌.  重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(04)
[4]松質(zhì)骨材料的粘彈性性質(zhì)研究[J]. 郭玉明,張宏民,朱健.  山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2000(03)
[5]含液體骨單元的力學(xué)模型[J]. 剛芹果.  生物物理學(xué)報. 2000(02)
[6]國人脛骨松質(zhì)骨力學(xué)性質(zhì)的實驗研究[J]. 郭玉明,賈瀟凌,張宏民,朱健,劉嘉誠,段榮.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 1999(03)
[7]松質(zhì)骨表觀密度和彈性模量間關(guān)系的均勻化理論模型[J]. 樹學(xué)鋒,張寧,樊學(xué)軍.  醫(yī)用生物力學(xué). 1997(04)
[8]人體腰椎松質(zhì)骨的生物力學(xué)性質(zhì)[J]. 歐陽鈞,楊桂通,吳文周,朱青安,王前,鐘世鎮(zhèn).  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 1997(04)
[9]牛松質(zhì)骨力學(xué)強度與去抗原處理時限的相關(guān)性實驗[J]. 羅卓荊,胡蘊玉,侯德門,趙婷.  第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報. 1996(06)
[10]牛濕密質(zhì)骨的粘塑性實驗分析[J]. 張宏民,楊育勇,陳維毅.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 1996(03)



本文編號：3705328