松质骨的粘弹性力学特性分析

发布时间：2017-09-02 20:08

  本文关键词：松质骨的粘弹性力学特性分析

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【摘要】：骨力学作为生物力学的一个重要分支，已经有了100多年的研究历史，但是其研究对象以密质骨为主要，而松质骨的力学性质的研究进展比较缓慢。但是由于近年来临床医学上许多重要的基础问题需要解决，使得关于松质骨的研究变得迫切起来。例如与年龄相关的骨折研究，还有矫形外科大力开展的人工关节置换术等均对松质骨的力学行为的探讨结论有较高的要求。 在以往的松质骨研究中，，已经表明松质骨是一种比较复杂的材料。有大量的研究表明松质骨具有与密质骨相似的粘弹性性质，“蠕变”、“松弛”、“迟滞”均在松质骨的粘弹性性质实验研究中表现了出来。 本文从前人的研究结果中，选出几种松质骨的细观模型，并且建立对应的计算机仿真模型，利用从实验中得到的数据反推粘弹性模型需要的几个重要参数的取值，在计算机有限元分析软件ABAQUS中进行有限元数值模拟，主要分两个部分：1.对模型进行准静态的应力加载，研究松质骨的静态粘弹性的蠕变、松弛现象；2.研究模型的应变在交变应力加载状况下松质骨的动态粘弹性响应的迟滞现象。
【关键词】：松质骨 粘弹性 蠕变 迟滞 交变应力 数值模拟
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.01
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 1 绪论6-10
• 1.1 引言6
• 1.2 骨力学的研究现状6-9
• 1.3 本文的研究内容及目的9-10
• 2 粘弹性的基本理论10-17
• 2.1 粘弹性理论及其意义10-12
• 2.2 粘弹性材料的本构方程及常用模型12-15
• 2.2.1 粘弹性材料的本构方程12-13
• 2.2.2 Maxwell 模型及 Kelvin 模型13-14
• 2.2.3 黏弹性体的三参量固体模型及其方程14-15
• 2.3 粘弹性的研究方法15-17
• 3 松质骨的粘弹性力学性能及细观力学模型17-25
• 3.1 松质骨的结构17-19
• 3.2 松质骨的细观力学模型19-22
• 3.3 松质骨的粘弹性研究及其本构方程22-25
• 4 松质骨粘弹性的数值模拟25-51
• 4.1 松质骨粘弹性的参数分析25-28
• 4.2 松质骨细观模型的建立及粘弹性参数确定28-36
• 4.2.1 松质骨细观模型在 ABAQUS 中的建立28-30
• 4.2.2 松质骨细观模型粘弹性参数的确定30-36
• 4.3 松质骨细观模型数值计算结果36-49
• 4.3.1 松质骨细观模型的粘弹性蠕变实验模拟36-41
• 4.3.2 松质骨细观模型的粘弹性松弛实验模拟41-45
• 4.3.3 松质骨细观模型的动态粘弹性响应数值模拟45-49
• 4.4 实验结果说明49-51
• 5 结论与展望51-53
• 参考文献53-56
• 致谢56

本文编号：780614