基于TPMS建模方法进行仿生骨支架结构设计

发布时间：2021-09-30 03:00

　　为了更好地拟合出人体骨细胞生存生长的多孔曲面环境,采用基于函数的极小三周期曲面（TPMS）建模方法,来进行仿生骨支架结构的设计。采用这种方法,能够通过调整函数的相关参数,实现对仿生骨支架孔径大小以及孔隙率大小的精准控制。选取了TPMS结构中的一种P曲面结构,通过与人体真实骨组织结构单元孔径大小以及孔隙率大小进行比对,选定了P曲面结构的参数值u,并确定了仿生骨支架合理的单元尺寸,最后通过有限元仿真软件对模型进行了力学分析及评估,结果表明,设计的支架结构具有更匹配人体骨结构的力学性能,对指导构建人工骨支架结构具有重要意义。 

【文章来源】：机械. 2020,47(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

TPMS典型的四组单元结构

单元结构随参数u值的改变做一定规律的变化

图2 单元结构随参数u值的改变做一定规律的变化从图3可以得出，如若将模型单元结构设计为表面封闭的实体结构，只有当参数值取为0.3及0.5时才能同时满足骨支架结构对孔径、孔隙率的基本要求，这无疑增加了支架模型设计的局限性，这时，可以换个思路，不将单元结构做成表面完全封闭的实体，而是将片状模型结构偏移一定的尺寸，这样即使当u值选取0.8、0或者其他任意值时，改变偏移量也有可能可以获得合适孔径、孔隙率的模型结构。两种单元结构示意图如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3414992