股骨多尺度有限元分析

发布时间：2022-11-10 21:35

　　骨作为一种由胶原纤维和羟基磷灰石组成的自然生物复合材料,具有很高的断裂强度和断裂韧性。骨优良的力学性质和它的宏微观结构密切相关,对其宏微观结构的深入研究将能够揭示其强韧机理,为人造骨骼材料提供有益的指导。 本文通过宏细观相结合的实验和计算分析,研究骨的宏微观结构与其力学行为的关系。完成了以下工作并得到若干有益结论: ①选取家牛的扇子骨作为宏细观相结合实验的研究对象,用MTS材料试验机测试了该骨沿两个相互垂直方向的力学行为。实验结果表明该骨在载荷较小时保持较好的弹性性质,而在载荷较大时具有一定的塑性。实验结果也表明该骨沿两个相互垂直方向的弹性性质和极限强度不同,表明骨是一种各向异性的生物材料。 ②利用扫描电镜对宏观力学试验后的牛骨断面进行细观观察,发现其中的胶原纤维按螺旋方式排列。观察还发现其中存在彼此连通的哈弗氏管道,这些实验结果为骨的有限元模型分析提供了实验基础。 ③利用CT扫描技术、Mimics医学成像、Imageware快速原型复制及ABAQUS软件,形象客观地建立了具有真实性和立体感的人左股骨的整体有限元模型,为骨的多尺度有限元分析提供了分析基础。这表明... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

股骨结构图

牛扇子骨Fig2.1Fanboneofcattle

牛扇子骨MTS试验试样尺寸

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的测试胫骨骨生物力学特性的三点弯曲方法[J]. 陈天华,陈孟诗,姚晓琳,龙维富,陈槐卿,李良.  生物医学工程学杂志. 2008(02)
[2]生物矿化与仿生材料的研究现状及展望[J]. 冯庆玲.  清华大学学报(自然科学版). 2005(03)
[3]松质骨粘弹性的数值分析[J]. 李德源,陈海斌.  重庆大学学报(自然科学版). 2001(04)
[4]松质骨材料的粘弹性性质研究[J]. 郭玉明,张宏民,朱健.  山西农业大学学报. 2000(03)
[5]含液体骨单元的力学模型[J]. 刚芹果.  生物物理学报. 2000(02)
[6]国人胫骨松质骨力学性质的实验研究[J]. 郭玉明,贾潇凌,张宏民,朱健,刘嘉诚,段荣.  中国生物医学工程学报. 1999(03)
[7]松质骨表观密度和弹性模量间关系的均匀化理论模型[J]. 树学锋,张宁,樊学军.  医用生物力学. 1997(04)
[8]人体腰椎松质骨的生物力学性质[J]. 欧阳钧,杨桂通,吴文周,朱青安,王前,钟世镇.  中国生物医学工程学报. 1997(04)
[9]牛松质骨力学强度与去抗原处理时限的相关性实验[J]. 罗卓荆,胡蕴玉,侯德门,赵婷.  第四军医大学学报. 1996(06)
[10]牛湿密质骨的粘塑性实验分析[J]. 张宏民,杨育勇,陈维毅.  中国生物医学工程学报. 1996(03)



本文编号：3705328