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高孔隙度可再生骨支架仿真与实验研究
1
作者
徐淑波
赵晨浩
+4 位作者
刘建营
张森
薛现猛
柳婷婷
林少宇
《精密成形工程》
北大核心
2023年第1期120-127,共8页
目的 确定单元体与股骨的最佳孔隙度骨支架结构。方法 通过扫描电镜分析选区激光熔化(Selective lasermelting,SLM)成形试样的微观结构;通过静力学模拟与实验分析不同孔隙度下标准结构与Voronoi多孔结构的压缩变形规律;通过生物力学仿...
目的 确定单元体与股骨的最佳孔隙度骨支架结构。方法 通过扫描电镜分析选区激光熔化(Selective lasermelting,SLM)成形试样的微观结构;通过静力学模拟与实验分析不同孔隙度下标准结构与Voronoi多孔结构的压缩变形规律;通过生物力学仿真实验分析步态周期下标准结构与Voronoi多孔结构的应力分布情况。结果 在选区激光熔化成形的316L不锈钢微观组织中,均匀分布着细小的近六边形、伸长六边形的胞状结构和条柱状亚结构,受压时有利于分散应力,提高整体结构的稳定性;在压缩变形时,标准结构应力集中于垂直棱柱,易导致棱柱断裂引起试样倾斜;Voronoi结构连接杆的不均匀分布有利于分散应力,使Voronoi结构的最大等效应力(250.34 MPa)远低于标准结构(738.07 MPa),保证了整体受力均匀与结构稳定;在步态周期下,2种骨支架结构的应力随孔隙度的增加而增加,75%孔隙度的Voronoi结构具有更优异的承压能力与缓解应力屏蔽的作用。结论 通过模拟与试验分析,确定了单元体与股骨的最佳孔隙度及Voronoi结构优异的力学性能,验证了在步态周期下高孔隙度Voronoi骨支架结构的可靠性,为股骨置换手术提供了理论依据。
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关键词
选区激光熔化
静力学仿真模拟
生物
力学
仿真
实验
Voronoi多孔结构
高孔隙度
步态周期
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职称材料
题名
高孔隙度可再生骨支架仿真与实验研究
1
作者
徐淑波
赵晨浩
刘建营
张森
薛现猛
柳婷婷
林少宇
机构
山东建筑大学材料科学与工程学院
华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心
出处
《精密成形工程》
北大核心
2023年第1期120-127,共8页
基金
国家自然科学基金(41305124)
山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2022TSGC2108,2022TSGC2402)
+1 种基金
山东省自然科学基金面上项目(ZR2021ME182)
大学生国创计划(S20211043001,202210430010,202210430008)。
文摘
目的 确定单元体与股骨的最佳孔隙度骨支架结构。方法 通过扫描电镜分析选区激光熔化(Selective lasermelting,SLM)成形试样的微观结构;通过静力学模拟与实验分析不同孔隙度下标准结构与Voronoi多孔结构的压缩变形规律;通过生物力学仿真实验分析步态周期下标准结构与Voronoi多孔结构的应力分布情况。结果 在选区激光熔化成形的316L不锈钢微观组织中,均匀分布着细小的近六边形、伸长六边形的胞状结构和条柱状亚结构,受压时有利于分散应力,提高整体结构的稳定性;在压缩变形时,标准结构应力集中于垂直棱柱,易导致棱柱断裂引起试样倾斜;Voronoi结构连接杆的不均匀分布有利于分散应力,使Voronoi结构的最大等效应力(250.34 MPa)远低于标准结构(738.07 MPa),保证了整体受力均匀与结构稳定;在步态周期下,2种骨支架结构的应力随孔隙度的增加而增加,75%孔隙度的Voronoi结构具有更优异的承压能力与缓解应力屏蔽的作用。结论 通过模拟与试验分析,确定了单元体与股骨的最佳孔隙度及Voronoi结构优异的力学性能,验证了在步态周期下高孔隙度Voronoi骨支架结构的可靠性,为股骨置换手术提供了理论依据。
关键词
选区激光熔化
静力学仿真模拟
生物
力学
仿真
实验
Voronoi多孔结构
高孔隙度
步态周期
Keywords
selective laser melting
static simulation
biomechanical simulation experiment
Voronoi porous structure
high porosity
gait cycle
分类号
R318.08 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高孔隙度可再生骨支架仿真与实验研究
徐淑波
赵晨浩
刘建营
张森
薛现猛
柳婷婷
林少宇
《精密成形工程》
北大核心
2023
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职称材料
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