国家自然科学基金(51205327)
- 作品数：3 被引量：2H指数：1
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- 水对骨组织生物摩擦学损伤多尺度的有限元分析
- 2017年
- 背景:骨组织是人体含水量较低的组织,很多研究报道了力学性能与水含量的关系,但水含量对骨组织生物摩擦学行为的研究却鲜见报道,且多为实验研究。目的:建立多尺度数值模型,探索水分对骨组织摩擦学行为的影响和损伤机制。方法:骨组织干燥处理后进行纳米压痕、往复滑动摩擦和冲击磨损实验,并建立以球-平面接触的多尺度有限元模型。结果与结论:干燥降低了骨组织黏弹性,在外载下表现出不同的损伤机制,摩擦学性能明显下降。数值分析表明:高载荷条件下,哈佛氏管、同心骨板及间骨板均存在高应力状态,易引发裂纹萌生和磨损剥落。在细观尺度下,干燥削弱了应力的吸收和打断作用,有利于孔隙裂纹延伸。在微观尺度下,骨小管和骨陷窝结构的高应力梯度是组织损伤的重要原因。
- 何泽栋赵婧陈亮宇李科翁杰
- 关键词：有限元分析骨科植入物数字化骨科骨组织国家自然科学基金
- 有机相对骨组织力学性能影响的有限元分析
- 2018年
- 骨组织主要由有机相和矿物质相间排列而成,其显微组织结构与纤维增强材料相似。基于矿化程度构建三种胶原微纤维模型,以原胶原分子和有机交联键为出发点,综合探索有机相对微纤维力学性能的作用机制,再与文献数据进行对照验证。数值结果表明:随着矿化程度的加深,微纤维模型的刚度值和塑性趋势均显著上升。原胶原分子的收缩会导致其弹性模量上升,韧性明显下降。交联键数量增多会提高骨组织的力学性能,也增大骨组织的脆性。研究结果有助于揭示骨组织活性成分和微观结构对其力学性能的影响,为骨组织修复材料的开发提供理论依据。
- 何泽栋赵婧许博
- 关键词：骨组织有机相力学性能有限元分析
- 水含量对骨组织生物摩擦学行为的影响被引量：2
- 2016年
- 本文以干燥法改变猪股骨材料的水分含量,并对其进行纳米压痕、往复滑动摩擦磨损、冲击磨损实验,研究了水含量对猪股骨材料生物摩擦学行为的影响。实验结果表明,水含量对猪股骨样品的力学及摩擦学行为具有重要的影响。本实验条件下,猪股骨样品的硬度和弹性模量随水含量的降低而增大,而其摩擦学性能随着水含量的降低而明显下降。水含量下降导致骨组织粘弹性降低,并使得骨组织样品在外加载荷作用下表现出不同的损伤机制。
- 陈亮宇赵婧何泽栋李科翁杰
- 关键词：密质骨水含量粘弹性
