MicroCT憑借高分辨率以及可以在樣本不被破壞的情況下觀察材料微觀結(jié)構(gòu)的特性,在骨骼研究中得到了廣泛地應用。松質(zhì)骨的骨小梁結(jié)構(gòu)被認為同松質(zhì)骨力學特性有顯著相關性,而皮質(zhì)骨結(jié)構(gòu)更加致密,其微觀結(jié)構(gòu)與力學特性的關系尚不明確。高分辨率的microCT可以準確地獲取皮質(zhì)骨內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)參數(shù),因此可以利用此技術研究皮質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對其力學特性的影響。本文從來自不同個體的10根牛股骨中段的前側(cè)位置制備10個尺寸約為12mm×2mm×0.5mm的長方體試樣以5μm的掃描分辨率進行microCT掃描,使用Skyscan CT-analyser軟件分析了每個試樣的皮質(zhì)孔隙率、管直徑、管間隙、管數(shù)量和各向異程度。使用0.25g/cm³和0.75g/cm³兩種密度的骨礦物密度校準模型對每個樣本的掃描圖像進行校準并獲取骨礦物密度參數(shù)。然后對試樣進行加載速率為0.02mm/s的準靜態(tài)三點彎曲試驗獲取力-位移曲線,并采用基于特定樣本有限元模型的材料參數(shù)優(yōu)化反求方法準確地識別每個試樣的彈性模量、切線模量、屈服應力、屈服應變、極限應力、有效塑性應變、彈性吸能、塑形吸能和總...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 MicroCT在松質(zhì)骨力學特性研究中的應用
        1.2.2 MicroCT在皮質(zhì)骨力學特性研究中的應用
    1.3 本文的研究目的和意義
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 皮質(zhì)骨試樣的制備、microCT掃描與力學測試
    2.1 骨骼的生物力學特點
    2.2 試驗對象的選取、制備與保存
        2.2.1 試驗對象的選取
        2.2.2 皮質(zhì)骨試樣的制備
        2.2.3 皮質(zhì)骨試樣的保存
    2.3 影響microCT成像的因素以及皮質(zhì)骨試樣的掃描
        2.3.1 影響microCT成像的因素
        2.3.2 皮質(zhì)骨試樣的掃描
    2.4 骨骼三點彎曲力學試驗
    2.5 本章小結(jié)
第3章 皮質(zhì)骨試樣的材料參數(shù)識別
    3.1 基于梁理論的材料參數(shù)識別
    3.2 基于特定樣本有限元模型的優(yōu)化反求
    3.3 材料參數(shù)識別方法分析
    3.4 其他材料參數(shù)的計算
    3.5 本章小結(jié)
第4章 皮質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)和骨礦物密度的獲取
    4.1 圖像分割閾值的確定
    4.2 皮質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計分析
    4.3 皮質(zhì)骨骨礦物密度參數(shù)統(tǒng)計分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 皮質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)與骨礦物密度對材料參數(shù)的影響分析
    5.1 多重線性回歸分析方法
    5.2 皮質(zhì)骨材料參數(shù)和微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)、骨礦物密度的回歸分析
        5.2.1 彈性模量
        5.2.2 切線模量
        5.2.3 屈服應力
        5.2.4 有效塑性應變
        5.2.5 屈服應變
        5.2.6 極限應力
        5.2.7 彈性吸能、塑性吸能和總吸能
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝



本文編號：3866738