股骨多尺度有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2022-11-10 21:35
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(qiáng)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(duì)其宏微觀結(jié)構(gòu)的深入研究將能夠揭示其強(qiáng)韌機(jī)理,為人造骨骼材料提供有益的指導(dǎo)。 本文通過(guò)宏細(xì)觀相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)和計(jì)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(xì)觀相結(jié)合實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象,用MTS材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了該骨沿兩個(gè)相互垂直方向的力學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該骨在載荷較小時(shí)保持較好的彈性性質(zhì),而在載荷較大時(shí)具有一定的塑性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明該骨沿兩個(gè)相互垂直方向的彈性性質(zhì)和極限強(qiáng)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(duì)宏觀力學(xué)試驗(yàn)后的牛骨斷面進(jìn)行細(xì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果為骨的有限元模型分析提供了實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(yàn)試樣尺寸
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新的測(cè)試脛骨骨生物力學(xué)特性的三點(diǎn)彎曲方法[J]. 陳天華,陳孟詩(shī),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(bào)(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(bào)(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(bào). 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(bào). 2000(02)
[6]國(guó)人脛骨松質(zhì)骨力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郭玉明,賈瀟凌,張宏民,朱健,劉嘉誠(chéng),段榮. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 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(yáng)鈞,楊桂通,吳文周,朱青安,王前,鐘世鎮(zhèn). 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 1997(04)
[9]牛松質(zhì)骨力學(xué)強(qiáng)度與去抗原處理時(shí)限的相關(guān)性實(shí)驗(yàn)[J]. 羅卓荊,胡蘊(yùn)玉,侯德門,趙婷. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 1996(06)
[10]牛濕密質(zhì)骨的粘塑性實(shí)驗(yàn)分析[J]. 張宏民,楊育勇,陳維毅. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 1996(03)
本文編號(hào):3705328
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(yàn)試樣尺寸
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新的測(cè)試脛骨骨生物力學(xué)特性的三點(diǎn)彎曲方法[J]. 陳天華,陳孟詩(shī),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(bào)(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(bào)(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(bào). 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(bào). 2000(02)
[6]國(guó)人脛骨松質(zhì)骨力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郭玉明,賈瀟凌,張宏民,朱健,劉嘉誠(chéng),段榮. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 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(yáng)鈞,楊桂通,吳文周,朱青安,王前,鐘世鎮(zhèn). 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 1997(04)
[9]牛松質(zhì)骨力學(xué)強(qiáng)度與去抗原處理時(shí)限的相關(guān)性實(shí)驗(yàn)[J]. 羅卓荊,胡蘊(yùn)玉,侯德門,趙婷. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 1996(06)
[10]牛濕密質(zhì)骨的粘塑性實(shí)驗(yàn)分析[J]. 張宏民,楊育勇,陳維毅. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 1996(03)
本文編號(hào):3705328
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