一、种植系统内部机械疲劳性能的研究进展(论文文献综述)
侯鑫[1](2021)在《选区激光熔化成形IN738LC显微组织及高温拉伸力学性能研究》文中研究指明先进航空发动机在设计及制造的过程中对减重的要求越来越高,通过减少拼接、组装等措施,不仅可以较好地满足航空发动机减重的要求,并且能显着提高航空发动机的稳定性与可靠性,同时,还可以减少各种零部件设计、开模等成本支出,但是减少拼接与组装会带来因零件形状过于复杂而难以采用传统机加工方法进行制造的困难。选区激光熔化(Selective Laser Melting,简称SLM)快速成形技术以其独有的不需要模具直接成形精密复杂零部件的优势,被广泛应用于航空航天领域中各类具有复杂形状的关键零部件的成形制造。本文采用激光选区熔化快速成形技术成形了IN738LC镍基高温合金,系统研究了SLM工艺参数和后续热处理对SLM成形IN738LC合金显微组织及高温力学性能的影响规律。通过对比分析不同激光功率和不同激光束扫描速度试验条件下沉积态和热处理态IN738LC合金的显微硬度,探索出了IN738LC合金SLM成形最佳工艺参数;通过设计合适的固溶处理+中间处理+时效处理的复合热处理制度,降低了SLM成形IN738LC合金力学性能在不同方向上的差异。分别设计了扫描速度范围为700~1500 mm/s、激光功率范围为140~260W、扫描间距100μm、铺粉层厚30μm、基板预热温度180℃、光斑直径60μm的SLM成形工艺参数,对比分析了不同工艺参数下SLM成形IN738LC合金的显微组织,发现高激光功率高扫描速度试验条件下,SLM成形IN738LC合金的晶粒更加细小,且晶粒取向较弱。对沉积态的IN738LC合金进行不同温度和不同保温时间的固溶处理,发现高激光功率高扫描速度试验条件下,SLM成形IN738LC合金的显微硬度明显高于低激光功率低扫描速度条件下所成形的IN738LC合金,并且随着固溶处理的温度和保温时间的增加,显微硬度由407.33HV降至365.83HV。综合来看,激光功率为260W、扫描速度为1300mm/s、扫描间距100μm、铺粉层厚30μm、基板预热温度180℃、光斑直径60μm的SLM工艺参数为最佳。系统研究了不同的热处理制度对SLM成形IN738LC合金的显微组织及高温拉伸力学性能的影响。SLM成形IN738LC合金经1230℃保温时间2h然后随炉冷却的固溶处理后,晶粒接近等轴形态,平均粒径151μm,晶粒取向较弱。SLM成形IN738LC合金在上述固溶处理的基础上,进行了1120℃保温时间2h然后随炉冷却的中间热处理,发现其显微组织中出现了与γ-Ni基体具有高共格度的γ′-Ni3(Al,Ti)相。在以上固溶+中间热处理的基础上,对SLM成形IN738LC合金进行了900℃保温时间24h随后空冷的时效热处理,发现其纵向样品在1000℃和1100℃下的抗拉强度和断面收缩率分别达到了385MPa、153MPa和13%、15%。综合对比得出,SLM成形IN738LC合金最佳的热处理制度为:1230℃×2h(炉冷)+1120℃×2h(炉冷)+900℃×24h(空冷)。
叶根澜[2](2021)在《碳基导电冷冻水凝胶在心肌组织工程中的应用研究》文中认为背景心肌梗死是全球临床死亡的主要病因,由于心肌细胞难以再生,在心肌细胞缺血坏死后,心肌组织被纤维替代,严重影响心功能,进而发展为心室重构,心力衰竭等难以挽救的地步。心脏移植供体难求,目前的治疗手段仅局限于溶栓、改善血供等方法支持残存的心肌细胞。而随着许多新型生物材料的研发,工程化心肌补片被视为新的改善心梗的手段,被寄予厚望。由于心肌细胞独特的电生理特点,提供电传导性能是工程化心肌补片构建的重要一环。碳基导电材料具有优越的导电性,化学性质稳定,能够赋予心肌补片良好的电整合功能,为正常心肌组织与心梗组织之间建立电活动,改善电传导。冷冻水凝胶是在低温下成胶的一类支架材料。在低温环境下,支架材料在交联过程产生冰晶,并在解冻后形成交联互通的网络结构。利用胶原来源的明胶支架在冷冻成胶的方式下形成的水凝胶,便于细胞的伸展黏附,有利于营养物质的流通,是良好的心肌补片支架。结合碳基导电材料构建导电冷冻水凝胶可以成为心肌组织工程的新选择。目的利用碳基导电材料设计合适力学性能和电生理特点的工程化心肌补片,并对碳基导电冷冻水凝胶在心梗治疗上进行临床前研究。方法1、合成甲基丙烯酸化明胶,多巴胺MBA交联剂,聚乙二醇二丙烯酸酯,以及迈克烯-碳化钛,用冷冻成胶的方法制备碳化钛导电水凝胶。对所制备的水凝胶进一步进行物理性能表征以及生物相容性的测试。2、体外构建碳基导电水凝胶的工程化心肌补片,对工程化心肌补片进行体外细胞功能的验证,以及进行心梗大鼠心肌修复的体内验证。3、进一步改进碳基导电水凝胶,利用弹性蛋白、F127、碳纳米管合成可注射的预先成型的形状记忆碳基导电水凝胶,并构建可注射递送的工程化心肌补片,探讨其在心梗小型猪心肌修复的应用。结果1、基于碳化钛的碳基冷冻水凝胶展现了接近天然心肌组织的力学性能以及导电性能,并表现了良好的生物相容性。2、在复合心肌细胞后,碳基冷冻水凝胶工程化补片展现了很好的促进心肌细胞成熟的作用,实现了补片在肉眼下的整体跳动。在复合血管内皮细胞后,水凝胶上呈现出了三维立体的血管形态。将补片植入心肌梗死大鼠体内,为心梗区域构建了良好的微环境。大鼠心功能得到改善,心梗面积大大减少。3、改进的碳基导电水凝胶展现了优越的导电性以及弹性,能够在腔镜下完好递送到小型猪心脏上,所构成的工程化补片能够减少心梗小型猪的心梗瘢痕,促进心梗区域的血管再生。该研究为临床应用提供了前期的实验基础。结论材料表征、体外及体内实验等实验结果显示,在本研究中我们所构建的基于碳基导电材料的冷冻水凝胶具有良好的生物相容性,能够促进心肌细胞成熟,减少心梗大鼠以及小型猪的心脏的纤维化程度,提高心功能。以碳基导电冷冻水凝胶为基础的工程心肌补片在心肌修复上具有较好的前景。
邓羽平[3](2021)在《长骨骨折中对侧皮质锁定结构的生物力学分析与结构优化设计》文中研究指明研究背景为了促进骨折愈合,人们开始关注更灵活,刚度较小的内固定结构。对侧皮质锁定技术被设计为在保持结构强度的同时降低锁定钢板的结构刚度,针对性的改善了锁定钢板应力集中、应力遮挡以及抑制骨折愈合等问题。为对侧皮质锁定结构提供更可靠的工程力学理论基础和参考数据,并针对对侧皮质锁定结构提出客观的设计要求以及抗疲劳设计方案,对这种动态骨折内固定结构在临床应用推广有重要的意义。目的1.描述并解释对侧皮质锁定结构的力学机制以及对比锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构中锁定螺钉受力情况。2.对比在生理负荷条件下以及骨折愈合过程中康复荷载下锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构之间疲劳行为并评估其安全性。3.针对对侧皮质锁定结构提出客观的设计要求以及抗疲劳设计方案。材料与方法1.建立对侧皮质锁定结构的等效力学模型并对锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构进行理论解析。2.建立锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构在正常骨骼以及骨质疏松骨骼中的数值仿真模型,进行静力学评估并通过允许应力法评估结构的安全性。并通过疲劳数值分析以及寿命预测对比两种结构的疲劳性能。3.通过静力学测试以及高周疲劳测试对建立的数值仿真模型进行验证,并通过缺陷检测定量分析结构的疲劳损伤程度。4.通过Isight平台对对侧皮质锁定螺钉进行多工况智能优化。结果1.在对侧皮质锁定结构在中,螺钉间隙区域和近侧皮质区域产生了更高的应力,最大冯·米塞斯应力超过允许应力。与锁定钢板结构相比,对侧皮质锁定结构螺钉的最大冯·米塞斯应力高(正常骨骼:p<0.0001;骨质疏松骨骼应力:p<0.0001)。2.在生理载荷以及康复循环荷载下,仅有对侧皮质锁定结构出现了安全系数以及寿命预测小于1的问题,锁定钢板各组的范围均远大于1。3.仅在对侧皮质锁定结构发现了结构损伤,裂纹最大长度为11.43mm,最大深度为0.45mm,最大体积为0.18mm3。在两种骨骼中,FCL结构疲劳数值分析预测结果与缺陷检测的损伤体积存在显着的正相关性(R2=0.5949,R2=0.5847)。4.优化后结构将安全系数提高到5。在各种生理载荷下,优化结构能实现充分的骨折块间平行微动,且结构最大冯·米塞斯应力均小于该材料的允许应力。结论1.与锁定钢板结构中的螺钉相比,FCL结构中的螺钉在非骨质疏松和骨质疏松性模型中的失效风险显着增加。2.在生理载荷以及康复循环荷载下,与锁定钢板结构相比,FCL结构的在非骨质疏松和骨质疏松性模型中的疲劳强度较差。3.数值仿真协同智能循环优化的夹芯结构复合金属螺钉能为对侧皮质锁定结构提供可靠抗疲劳螺钉设计。
吴云峰[4](2020)在《可降解镁合金微弧氧化复合涂层组织结构调控与腐蚀行为》文中提出镁合金因具有良好的生物可降解性、优异的生物相容性、与人体骨相匹配的力学性能等特性,成为医用可降解金属材料的研究热点。但腐蚀降解速率过快,以及降解速率不可控等关键问题限制了其在不同植入环境下的应用。本文分别针对镁合金用于临时承力固定、骨缺损活性诱导修复、抗菌活性诱导修复等应用微环境,采用微弧氧化法(MAO)及后处理工艺构建复合涂层,提高镁合金的耐蚀性能,通过腐蚀环境下的疲劳试验模拟研究应力服役下涂层镁合金的失效规律并初步建立选用原则;通过微弧氧化复合涂层组织结构设计构建骨缺损活性诱导修复涂层;通过抗菌微弧氧化涂层结构设计构建抗菌活性诱导修复涂层;最后通过动物体内植入验证涂层植入体的腐蚀降解行为与骨缺损修复效果。结果表明:镁合金表面10μm与20μm厚微弧氧化涂层,主要由Mg O、Mg2Si O4、Ca Si O3、Mg3(PO4)2等组成;20μm厚涂层镁合金的自腐蚀电位较镁合金基体提高到-1.62V,自腐蚀电流从镁基体的6.30×10-4A/cm2提高到1.60×10-5A/cm2,降低了1个数量级。进而通过试样在模拟体液(SBF)腐蚀环境下的疲劳试验模拟腐蚀与应力耦合作用下涂层的破坏行为。在腐蚀环境下,当应力大于60MPa时,由于应力与界面缺陷的限制,涂层试样的抗疲劳性能低于镁合金;而当或循环次数大于105N时,由于涂层的抗腐蚀作用,10μm厚涂层试样的疲劳寿命高于镁合金。10μm与20μm厚涂层试样的平均相对疲劳寿命分别由AZ31镁合金的0.06提高到0.4与0.28,显着降低了镁合金的腐蚀疲劳敏感性。为进一步提高涂层镁合金的抗腐蚀与腐蚀降解调控能力,通过微弧氧化和碱热改性构建出Mg(OH)2/MAO/Mg(OH)2多层结构复合涂层;水热处理时间为8h时,涂层厚度从6μm增加到24μm,自腐蚀电位提高到-1.30V,自腐蚀电流降低到9.28×10-7A/cm2,比MAO降低了一个数量级;在SBF中浸泡腐蚀,结果发现,2周后复合涂层试样失重为6.5mg/cm2,远小于MAO试样的17.9mg/cm2,同时复合涂层有效抑制了涂层在浸泡初期形成的微裂纹,避免加速腐蚀。为提高涂层致密性、结合性及抗腐蚀性能,采用微弧氧化与水热处理构建出MAO-Ca P/r GO复合涂层,涂层的晶粒尺寸与致密性显着增加,在SBF中浸泡腐蚀发现,复合涂层在6周内失重低于20mg/cm2,小于镁合金的84.9mg/cm2,且涂层仍能保持结构完整性。为赋予涂层镁合金植入体抗菌与降解调控性能,构建了含Cu、Zn、Ag元素的抗菌微弧氧化涂层。Cu、Zn、Ag元素在涂层中含量分别达到3.31w.t%、5.39w.t%和5.45w.t%;抗菌微弧氧化涂层试样均表现出良好的细胞生物相容性;含Zn涂层试样对于肉葡萄球菌(S.carnosus)的抗菌率达到91.42%;含Ag涂层试样对于大肠杆菌(E.coli)具有较好的抗菌效果,抗菌率达到99.99%。采用15mm宽骨缺损模型评价涂层镁合金植入体的体内降解和骨缺损修复愈合行为。将镁基体、10μm和20μm厚微弧氧化涂层试样植入到的骨缺损模型中,研究发现:4周后20μm涂层支架体积损失仅为53.39mm3,小于镁支架的101.57mm3,8周后镁合金支架完全腐蚀,而12周后涂层支架仍可为骨组织提供生长位置与力学刺激。植入8周后,在植入物周围形成大量骨痂,并初步桥接上下15mm骨间隙;涂层阻碍了腐蚀性离子与镁基体的直接接触,并可通过不同涂层厚度对镁合金的腐蚀速度进行调控。
刘子豪[5](2020)在《超声骨刀的振动特性及切削性能研究》文中提出随着我国经济和社会的发展,人口老龄化逐年加重,颈椎病、腰间盘突出等各类骨科疾病发病率日益升高。在临床骨科手术中,某些骨科手术例如脊椎外科、微创神经外科等手术对操作精度和操作安全性要求很高,然而目前传统的骨科手术工具在精准切割方面劣势很大,容易造成骨组织、周边血管及神经组织的机械损伤。由于超声骨刀具有组织选择性切削、切削精确度高,能够有效止血等特性逐渐受到临床骨科手术的青睐。但是目前超声骨刀的开发和研究仍处于初级阶段,超声骨刀的切削机理也尚不完善。针对这些问题,本文以超声骨刀为研究对象,探究超声骨刀的整体设计方法和优化思路,运用有限元对超声骨刀的振动特性进行详细分析,并对超声骨刀)的组织选择性和切削性能进行初步探索。研究成果对后续开发高性能的超声骨刀)、打破国外市场垄断具有重要意义。本文首先根据超声波的波动理论,运用传统解析法推导了超声换能器和超声变幅杆的频率方程,确定了各部分的初始尺寸。并在此基础上结合超声骨刀的实际使用需求,提出了超声骨刀完整的结构选择和设计思路,完成了超声骨刀的理论设计,为后续优化、仿真和实验奠定了理论基础。通过ANSYS Workbench对不同形状超声变幅杆的性能进行对比分析,验证了本文变幅杆选择的正确性。然后采用响应曲面法对超声骨刀各部分尺寸进行了敏感性分析,并得到了超声骨刀的最优设计尺寸。最后通过对优化后的超声骨刀进行模态分析和谐响应分析,得到了超声骨刀详细的振动特性。振动特性结果显示:超声骨刀的振动方式为纵振,共谐振频率为40018Hz。最大输出振幅出现在超声刀头的末端,幅值约为120 m,最大应力出现在超声刀头末端阶梯处,最大值为 721MPa。利用阻抗分析仪对加工装配后的超声骨刀进行了导纳特性分析,结果显示超声骨刀性能优良,共振频率和振动模式均与仿真结果一致,确定了超声骨刀的动态性能参数。然后搭建了超声骨刀振幅测量平台,对超声骨刀振幅测量的结果显示,超声骨刀的输出振幅可达110-130 m,与仿真结果基本一致,满足临床手术中超声骨刀的使用需求。结合超声波的能量传递原理对超声骨刀的切削机理进行了系统的分析,研究了超声骨刀具有组织选择性的原因。最后通过搭建超声骨刀切削实验平台,以骨水泥为试验对象,研究了不同功率、有无冷却对超声骨刀的切削性能的影响。实验结果表明:随着切削功率的增加,切削深度、切削宽度都逐渐增大、切削时间逐渐降低,超声骨刀的切削效率增加。但同时会导致发热增加,表面完整性降低。
刘可欣[6](2020)在《5182铝合金同质及异质压印接头微动疲劳研究》文中提出车身轻量化在节能环保方面举足轻重。铝合金是实现车身轻量化的首选材料,具有质量轻、强度高等优良特性。使用压印技术获得的铝合金压印接头性能更优。压印连接技术是一种机械冷成型连接技术,通过材料流动形成牢固互锁点实现板材连接,具有简单、环保等优点,适用于同种或异种的新轻型薄板连接。压印连接技术在汽车、航空航天、家电等机械工业领域具有广阔应用前景。探究压印接头疲劳失效及微动磨损机理对解决实际工程机械结构件损伤失效具有重要指导意义。本文以铝合金同质及异质接头为研究对象,对接头微动行为和疲劳失效机理展开研究,完成的主要工作及研究成果总结如下:(1)分别对铝合金同质压印接头和铝合金/镀锌钢异质压印接头进行拉-拉疲劳试验,得到不同载荷状态下试件疲劳寿命,对两组接头疲劳数据进行曲线拟合得到疲劳寿命曲线,显示均有较高拟合度。分析曲线发现铝合金/镀锌钢异质接头对载荷值敏感度低。对两组接头施加相同疲劳载荷值,铝合金/镀锌钢接头寿命一直大于铝合金同质接头。对压印接头疲劳失效分析,结果显示,异质接头磨损更易发生磨损,且磨损更为严重。(2)本文探索了疲劳试验过程中试件发生的微动行为,并从法向载荷、循环周次、发生微动行为的材料等方面研究微动机理。结果表明,失效形式受疲劳载荷值影响,颈部断裂和基板断裂两种失效模式竞争决定。通常,高载荷状态下易出现颈部断裂,中、低载荷状态下易出现基板断裂;载荷值越大,每一循环周次对试件的损伤越大,若对试件造成相同损伤,低载荷状态需更多次循环损伤累积;与铝合金同质压印接头相比,异质接头在每一循环周次内发生的损伤更严重。(3)本文对铝合金同质压印接头和铝合金/镀锌钢异质压印接头疲劳寿命及能量损耗值进行统计分析,采用直线拟合方法,得到两组接头的Ed-N曲线图。发现两组接头能量损耗值与疲劳寿命呈比例关系,比例系数由接触副材料决定,且压印接头动态失效能量损耗值与静力学性能无关。
柳奎君[7](2020)在《ECAP+旋锻变形超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为研究》文中提出本文通过2道次ECAP变形(等效应变量约0.75)和ECAP+旋锻变形(等效应变量约2.58),以及旋锻后300℃、400℃退火1h,获得4种具有不同组织的超细晶纯钛。分析了4种超细晶纯钛的组织演变和力学性能,并从裂纹扩展速率、裂纹扩展路径、疲劳断裂机理等方面研究了4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为,主要研究结果如下:2道次ECAP变形后,纯钛的强度显着增高,其显微组织由宽度约为1μm的板条组织和孪晶构成,且晶粒尺寸不均匀;后续的旋锻变形使ECAP变形纯钛的组织不均匀性得到改善,强度进一步提高,形成晶粒尺寸约为200 nm的超细晶组织;旋锻变形后随退火温度的升高,超细晶纯钛的晶粒尺寸增大,位错密度降低,导致其断裂延伸率升高,强度降低。标准单边缺口拉伸试样(SENT)的疲劳裂纹扩展速率测试结果显示,微观组织对超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展具有显着影响,存在疲劳裂纹扩展速率转折点将疲劳裂纹扩展速率曲线分为近门槛区和稳定扩展区。在近门槛区,ECAP+旋锻变形纯钛的ΔKth最高,约9.6 MPa·m1/2,其中ECAP变形纯钛的裂纹扩展速率高于ECAP+旋锻变形纯钛,ECAP+旋锻变形纯钛的裂纹扩展速率随退火温度的升高而增加;在稳定扩展区,旋锻后400℃退火纯钛的抗裂纹扩展能力最强,ECAP变形纯钛和ECAP+旋锻变形纯钛次之,旋锻后300℃退火纯钛的抗裂纹扩展能力最弱。ECAP变形纯钛和旋锻后400℃退火纯钛的裂纹路径较曲折,断面起伏较大;ECAP+旋锻变形纯钛和旋锻后300℃退火纯钛的裂纹路径较平直。其中,ECAP+旋锻变形纯钛的裂纹扩展初期观察到多条细小裂纹,只有一条成为主裂纹,使ECAP+旋锻变形纯钛具有最高的裂纹萌生寿命,故ECAP+旋锻变形纯钛的疲劳寿命也最高。4种超细晶纯钛试样的疲劳断裂过程是由解理断裂逐渐转向韧性断裂。ECAP变形纯钛以穿晶断裂与沿晶断裂的组合断裂为主,稳定扩展区断面具有明显的裂纹闭合接触痕迹。ECAP+旋锻变形纯钛及旋锻后退火纯钛试样裂纹扩展以沿晶断裂为主,且断面的二次裂纹较多。故裂纹闭合、裂纹偏折、二次裂纹以及断裂方式的差异是导致4种超细晶纯钛裂纹扩展速率差异的原因。不同应力比(R=0.1,0.5)的疲劳裂纹扩展实验结果显示,应力比对4种超细晶纯钛的疲劳寿命和裂纹扩展速率有显着影响。其中ECAP变形和旋锻后400℃退火纯钛的疲劳寿命N在0.5条件下增大,而ECAP+旋锻变形纯钛和旋锻后300℃退火纯钛的疲劳寿命N在0.5条件下减小。应力比由0.1增加至0.5,4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展速率均增大,而ΔKth均减小,其中ECAP+旋锻变形纯钛的ΔKth减小幅度最大,ΔKth的差值约4.4 MPa·m1/2。
周省委[8](2020)在《橡胶材料磨耗特性研究》文中认为磨耗性能是橡胶制品尤其是轮胎制品的一种重要指标,它关系到橡胶制品的安全性和使用寿命。影响橡胶的磨耗性能的因素很多且关系复杂。本论文以天然橡胶、天然橡胶共混丁苯橡胶和天然橡胶共混顺丁橡胶为基体,研究了温度、行程、角度和负荷四种外界因素对磨耗性能的影响;利用扫描电子显微镜和3D激光显微镜对各种工况磨耗后表面形貌进行表征分析;借助傅里叶变换红外光谱仪,对磨耗前后橡胶样条的微观结构进行了红外光谱表征,并分析了内部分子结构变化,通过表面形貌和内部结构变化揭示了橡胶磨耗机理。研究结果表明:(1)在相同工况下,三种胶种的磨耗量不同,但随工况变化的趋势是相同的。随温度的升高,磨耗量开始增速较快,后期增速变慢,在60℃出现拐点;随行程增加,磨耗量呈线性增加的趋势;随角度的增大,磨耗量有加速增大的趋势;负荷对磨耗量对磨耗量影响较小。(2)通过扫描电子显微镜对不同温度下的磨耗表面进行了不同放大倍数的分析。表明随着温度的递增,磨耗表面的粗糙度不断增加。不同放大倍数的图像表明,橡胶表面磨纹从微裂纹开始,在周期性应力和温度作用下,不断迁移粘附堆积而成。(3)通过3D激光显微镜对不同工况条件下的表面形貌图像和相关参数进行了分析。表明温度升高,表面颗粒化增大,表面粗糙度增加。室温条件下,增加行程,主要是加深波谷的过程,从而磨耗量增加。(4)根据红外光谱图上的峰值,定性地确定了磨耗过程主要存在两种表面力化学效应,分别为分子链断裂和氧化降解;根据峰面积的变化,定量地分析了不同工况下磨耗趋势以及共混对磨耗体积的影响。
薛雯[9](2019)在《复合编织血管支架物理力学性能研究》文中指出下肢动脉疾病有着较高的心脑血管卒中率和心血管意外风险,是老年人最常见的疾病之一。血管支架由于较低的手术风险和手术并发症,以及较好的远期通畅率,是对病变有延长或是伴有高危因素患者的首选治疗方法。因此,血管支架的研究也成为产业界和学术界极为关注的课题。但大多数现有研究忽视下肢动脉复杂的力学环境,导致支架生物力学性能尤其是弯曲柔顺性不足、疲劳下的变形机理不清晰;对支架壁厚方向传质的影响不重视;以及内皮化不足等都是支架设计和研究过程中遇到的问题。因而,通过材料选择、支架结构设计以及支架表面功能化改性,提高血管支架的生物力学性能及内皮化能力,增加远期通畅率是目前相关研究的焦点和亟需解决的问题。除此之外,下肢血管支架的一些评价方法借鉴于上肢动脉血管支架,而对于上肢动脉血管支架,径向的压缩作用和脉动作用为其主要受力行为,下肢动脉经受更为复杂的复合作用力,包括压缩、弯曲、扭转、轴向拉伸等;还有一些评价方法不能准确反映产品的服役环境,如用水渗透性来间接表示支架的血液渗透性能。针对上述问题,本文基于编织技术,针对下肢动脉血管设计并制备了涤纶/镍钛合金复合编织血管支架,并对其的力学性能和构效关系进行了研究,同时探究了支架的体外传质性能,进一步地,构建了编织血管支架表面促内皮化的改性方法,在不影响其原有物理机械性能的前提下,提高支架的生物相容性。因此本文初步建立和完善下肢血管支架的综合评价体系,同时深入探讨支架结构对于其力学性能、疲劳性能和传质效能等的影响。首先,从下肢动脉疾病对血管支架的临床需求出发,选取生物相容性良好的涤纶长丝和广泛用于自膨胀式支架的镍钛合金丝为原料,利用管状编织技术产品的优良轴向柔顺性,将涤纶长丝和镍钛合金丝一体编织成型,得到涤纶/镍钛合金编织血管支架。其中镍钛合金分为裸丝(镍钛合金裸丝)和涤纶复丝包覆的镍钛合金包覆纱,镍钛合金裸丝和镍钛合金包覆纱统称为镍钛合金纱线。通过改变镍钛合金纱线(镍钛合金裸丝或镍钛合金包覆纱)在编织机上的排列,得到表面镍钛合金纱线平行(A型)和交叉(B型)的两种支架结构,并对不同结构支架的径向压缩性能、轴向弯曲和扭转性能进行评价,分析其本构关系。研究表明,随着镍钛合金包覆纱编织角的增大,即表面涤纶复丝与纱线轴向夹角的增大,纱线之间的最大静摩擦力增加。在支架径向压缩过程中,涤纶复丝限制了镍钛合金纱线的滑移,增大的纱线间摩擦力进一步减少了支架的轴向伸长和编织角下降,保证了支架较大的径向支撑强力。相比于B型支架,在变形回复过程中不仅需要克服镍钛合金纱线之间的摩擦力还要克服镍钛合金纱线和涤纶复丝之间的摩擦力,A型支架只需克服镍钛合金纱线和涤纶复丝之间的摩擦力,其形状恢复时间更短。复合结构支架轴向弯曲刚度由其组成纱线的弯曲刚度和纱线之间的摩擦力共同决定,因此A型支架比B型支架有更好的轴向柔顺性。在扭转过程中,所有支架均能保持管腔的开放,但B型支架长度方向出现屈曲,对应其扭转曲线扭转力的峰值。此外,考察了所开发的涤纶/镍钛合金编织型支架的弯曲疲劳性能,通过人工管道体外弯曲疲劳测试仪,在磷酸盐缓冲液(pH=7.2)中,支架水平端固定,竖直端水平运动使其发生弯曲角度为40°-130°往复弯曲,疲劳时间设为7 d和30 d,观察疲劳前后支架形貌变化和聚合物热力学性能的改变,同时定量评价单个弯曲循环过程中的支架弯曲力和能量消耗。依此提出四种编织支架弯曲下的变形模型:A型支架风琴式屈曲模型(accordion buckling),B型支架内表面的菱形屈曲模型(diamond-shaped buckling),B型支架外表面的颈延模型(neck propagation)以及涤纶复丝之间的微屈曲模型(microbuckling)。对于A型支架,镍钛合金包覆纱在整个长度方向上呈螺旋形,且作为整个支架的结构支撑,其在支架受到弯曲作用时承担着几乎全部的作用力,不管是内侧还是外侧镍钛合金包覆纱像风琴一样发生变形。此外由于镍钛合金包覆纱远大于涤纶复丝的弹性模量,使得镍钛合金包覆纱间的运动,也带动了与之接触的涤纶复丝的摩擦运动。涤纶复丝在支架表面沿着其长度方向的剪切运动使得涤纶复丝发生微屈曲,而交织点附近的涤纶复丝在与支架表面有一定方向的平面的剪切运动,则会导致线圈的形成。对于B型支架,镍钛合金包覆纱在轴向呈对称,支架弯曲内侧的压缩变形主要是支架局部镍钛合金包覆纱对角线发生屈曲,支架外侧主要发生伸长变形,编织角和管径均随长度而减小。菱形屈曲和颈延模型本质上都是弹性变形,但由于支架中纱线摩擦力的存在,弯曲后的支架很难恢复到其原来形态。平面内涤纶复丝的剪切变形,同样引起支架发生微屈曲变形。同时,为了深入研究支架血液和血栓的传质性能,本文制备了不同参数的编织型支架,建立了支架厚度方向上的孔隙参数计算模型,构建了支架人工血液渗透性能和血栓子阻隔性能的体外数值计算模型;同时采用人工管道水渗透性测试仪,体外验证模型的准确性。首先根据部分测量参数,计算编织型支架厚度方向的孔隙率、水力半径、雷诺系数,以及沿程阻力系数;根据达西公式,计算血管支架在一定压力下厚度方向上的流体体积。参考ASTM F1670-2008标准,合成了人工血液,用以替代ISO 7198-2016中的水来体外评价血管支架的血液渗透性能,使人工血液的表面张力更接近人体体液和血液,用以验证所建模型。依据经典的纤维过滤理论研究支架的血栓传递性能,主要发生单根纤维的拦截阻隔和惯性碰撞阻隔机理,并进一步计算纤维集合体的血栓阻隔效率。为了模拟人体内的血栓颗粒,利用鸭血制备了干燥的动物血栓,并将其按颗粒大小分类。结果表明,计算的血液透过量与实际测量值较为接近;且根据纤维过滤模型计算得到的血管血栓子阻隔效率与实验测得的阻隔效率较吻合,尤其是对于颗粒尺寸较大的血栓,因此在一定程度上可以用来计算血管支架的血栓阻隔性能,从而可指导编织血管支架的设计与制备。进一步地,由于内皮化不足造成的血管平滑肌细胞过度增生、血栓形成,导致支架内再狭窄仍是腔内治疗的主要并发症。尤其是下肢动脉血管,其直径较小、血流较慢,血栓容易堆积,再狭窄的发生率更高。目前主要方法是通过携带紫杉醇等药物洗脱支架来抑制平滑肌细胞的增生,降低血管再狭窄率。但研究表明,药物洗脱支架同时延缓了内皮细胞的黏附、迁移和增殖,造成血管支架内皮化不足以及晚期支架再狭窄。同时很多研究者通过在支架上体外种植内皮细胞实现其快速内皮化,或者在支架表面固定金属/金属氧化物如钛或氧化钛等来改变支架表面的拓扑结构和亲疏水性,但一方面不稳定的固定作用一定程度上限制了其应用,另一方面这些改性方法会改变支架原有的物理力学性能,并不适用于编织血管支架。因此本文探索了一种适用于编织血管支架的内皮化改性方法,首先合成了聚多巴胺纳米粒子,利用聚多巴胺的超黏附性能吸附在血管支架表面,然后将内皮细胞选择性吸附的生物活性多肽REDV与聚多巴胺纳米颗粒共价键结合,研究支架改性前后的物理力学、血液相容性及内皮细胞黏附性能。结果表明,表面改性后的支架,其壁厚、径向压缩力以及轴向弯曲刚度等物理力学性能并未发生明显改变,改性没有改变原有的纤维交织结构;且改性后支架的溶血率降低,尤其是表面接枝有REDV的支架,其溶血率为0;少量血小板黏附于支架表面,但未见伪足,证明血小板未被激活;同时在相同的培养时间内,改性后的支架表面有更多的内皮细胞黏附,并有更多的细胞因子如NO释放,都证明了聚多巴胺和REDV是一种有效且适合于编织血管支架的生物相容性改性方法。综上所述,本文成功制备了涤纶/镍钛合金复合编织型血管支架,建立了金属长丝和聚合物复丝一体编织的管状成型体系;研究了多种力学环境下下肢动脉血管支架的性能及其构效关系,系统分析了纺织成型、纱线性质、支架结构等对支架力学性能的影响;利用体外血管弯曲扭转疲劳仪,深入探索了编织型血管支架的弯曲疲劳性能及纱线变形机理;建立了编织型血管支架厚度方向上的孔隙参数模型及人工血液渗透性能和血栓子阻隔性能的体外数值计算模型,进一步指导编织血管支架的设计与制备;同时针对下肢血管编织支架,初探了促内皮化改性、同时不影响其物理力学性能的理论与实践方法,为进一步优化涤纶/镍钛合金编织血管支架的生物学性能奠定了基础。
朱佳妮[10](2019)在《冷热循环对不同电解液微弧氧化后钛瓷结合强度影响的研究》文中提出研究目的:研究冷热循环处理对分别以20g/LNa2SiO3溶液和20g/LMgSiF6溶液为电解液,进行微弧氧化处理后的钛瓷结合强度的影响。研究方法:将78片切削纯钛试件(25mm×3mm×0.5mm)随机分为三组:A组、B组、C组,每组26片,各组试件均进行喷砂处理。其中A组仅进行喷砂处理,作为对照组,B组、C组喷砂后再进行微弧氧化处理,作为实验组,微弧氧化电解液分别为20g/LMgSiF6溶液和20g/LNa2SiO3溶液。从经过不同表面处理后的各组试件中随机抽取2个,进行扫描电镜(SEM)观察,观察其表面所形成的膜层形貌。每组剩余的24片试件,按照ISO9693标准进行瓷粉烧结,每组瓷粉烧结后的试件随机分三组:A1组、A2组、A3组、B1组、B2组、B3组、C1组、C2组、C3组,每组8片试件,其中A2组、B2组、C2组和A3组、B3组、C3组分别进行3000次和6000次冷热循环,A1组、B1组、C1组不进行冷热循环。每组随机抽取6片进行三点弯曲试验,计算钛-瓷结合强度,并以统计学方法分析各组结合强度的差异。每组剩余2片试件以自凝树脂包埋,将钛-瓷结合界面显露于树脂外,利用SEM及能谱(EDS)分析,观察钛-瓷结合界面的形貌以及界面的元素扩散分布情况。从每组进行过三点弯曲试验后的6个试件中,随机抽取2个试件,分别以肉眼观察和利用SEM观察钛-瓷分离后的钛基底形貌。结果:由三点弯曲试验所测得的各组钛-瓷结合强度分别为:27.86±1.70MPa(A1组)、25.58±2.20MPa(A2组)、25.03±1.92MPa(A3组)、38.93±2.14MPa(B1组)、25.73±4.00MPa(B2组)、25.68±1.80MPa(B3组)、38.05±3.00MPa(C1组)、35.30±0.59MPa(C2组)、31.73±1.93MPa(C3组)。其中未进行冷热循环的A1组、B1组、C1组之间结合强度差异显着,具有统计学意义(P<0.05)。经过3000次冷热循环后的B2组结合强度有降低趋势,与B1组结合强度差异显着,具有统计学意义(P<0.05),A2组与C2组的结合强度改变,相比于A1组和C1组差异不明显,不具有统计学意义(P>0.05)。6000次冷热循环后,A3组、B3组、C3组的结合强度与A1组、B1组、C1组相比,结合强度降低,且差异显着,具有统计学意义(P<0.05)。其中C3组相较于C1组,结合强度降低幅度为16.6%,远小于B3组较B1组的结合强度降低幅度65.96%。结合钛-瓷结合界面的SEM观察及EDS分析发现,随着试件经过冷热循环的次数增加,钛-瓷结合界面的孔隙数量逐渐增多,且范围逐渐增大。相比较于仅喷砂处理的对照组,两经微弧氧化处理的实验组中O元素向钛基底扩散的程度都有所降低。经6000次冷热循环后可观察到,A3组、B3组、C3组钛-瓷分离后的钛基底表面瓷粉残留,C3组瓷粉残留量最多。结论:微弧氧化技术是可以有效提高钛-瓷结合强度的,一定次数的冷热循环会降低钛-瓷结合强度;20 g/L Na2SiO3溶液体系的微弧氧化处理,更能经受复杂多变的口腔环境考验,更适合应用于临床。
二、种植系统内部机械疲劳性能的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、种植系统内部机械疲劳性能的研究进展(论文提纲范文)
(1)选区激光熔化成形IN738LC显微组织及高温拉伸力学性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 航空发动机服役环境 |
1.1.2 航空发动机涡轮叶片简介 |
1.1.3 航空发动机涡轮叶片选材及制造国内外研究现状 |
1.2 选区激光熔化成形技术介绍 |
1.2.1 选区激光熔化成形技术工作原理 |
1.2.2 选区激光熔化成形系统介绍 |
1.2.3 选区激光熔化成形技术的优势 |
1.2.4 选区激光熔化成形镍基高温合金国内外研究现状 |
1.3 Inconel738 镍基高温合金简介 |
1.4 高温合金热处理介绍 |
1.4.1 固溶处理 |
1.4.2 中间处理 |
1.4.3 时效处理 |
1.5 本文研究内容、研究目的及研究意义 |
2 试验材料和试验方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 材料成形工艺设计 |
2.2.2 材料热处理制度设计 |
2.2.3 激光选区熔化成形试验 |
2.2.4 热等静压试验 |
2.2.5 热处理试验 |
2.2.6 金相试样制备 |
2.2.7 显微组织分析 |
2.2.8 显微硬度测试 |
2.2.9 高温拉伸性能测试 |
3 工艺参数对选区激光熔化成形IN738LC组织及性能的影响 |
3.1 选区激光熔化成形IN738LC金相显微组织分析 |
3.2 激光选区熔化热源温度场模拟仿真 |
3.2.1 热源温度场建模 |
3.2.2 热源温度场仿真结果与实验验证 |
3.3 选区激光熔化成形IN738LC晶粒取向分析 |
3.4 显微硬度分析 |
3.5 本章小结 |
4 固溶处理对IN738LC组织及性能的影响 |
4.1 固溶处理金相组织分析 |
4.2 固溶处理晶粒取向分析 |
4.3 显微硬度分析 |
4.4 本章小结 |
5 热等静压+热处理对IN738LC组织及性能的影响 |
5.1 组织演变 |
5.1.1 热等静压+固溶处理金相显微组织演变 |
5.1.2 热等静压+固溶处理晶粒取向分析 |
5.2 析出相行为 |
5.2.1 γ′析出相分析 |
5.2.2 碳化物分析 |
5.3 力学性能 |
5.4 断口分析 |
5.5 断口剖面分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)碳基导电冷冻水凝胶在心肌组织工程中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
绪论 |
第一章 碳基导电冷冻水凝胶的构建与表征 |
1 实验准备 |
1.1 主要仪器 |
1.2 试剂与耗材: |
1.3 基本液体的配制 |
1.4 实验动物 |
2 实验方法与步骤 |
2.1 多巴胺-MBA交联剂的制备 |
2.2 双键明胶的制备 |
2.3 碳化钛Ti_2C和甲基丙烯酸化MA-Ti_2C的合成 |
2.4 Ti_2C纳米粒子的表征 |
2.5 Ti_2C冷冻水凝胶的制备 |
2.6 碳化钛冷冻水凝胶的表征 |
2.7 原代新生大鼠心肌细胞的分离与培养 |
2.8 Ti_2C纳米粒子的生物相容性评估 |
2.9 Ti_2C冷冻水凝胶的生物相容性评估 |
2.10 统计分析 |
3 结果和讨论 |
3.1 Ti_2C纳米颗粒的制备与表征 |
3.2 Ti_2C纳米颗粒对心肌细胞生物相容性的研究 |
3.3 Ti_2C冷冻水凝胶的制备与表征 |
3.4 心肌细胞在导电碳化钛水凝胶上细胞活力以及细胞伸展的评价 |
4 小结 |
第二章 碳基导电冷冻水凝胶对大鼠心肌梗死治疗的研究 |
1 实验准备 |
1.1 主要仪器 |
1.2 试剂与耗材: |
1.3 基本液体的配制 |
1.4 实验动物 |
2 实验方法与步骤 |
2.1 碳化钛水凝胶上的心肌细胞特异性蛋白的免疫荧光分析 |
2.2 蛋白质印迹分析 |
2.3 形态学和超微结构观察 |
2.4 钙瞬变染色 |
2.5 碳化钛工程化心肌补片的收缩行为观察 |
2.6 观察内皮细胞形态 |
2.7 内皮细胞qPCR分析 |
2.8 将ECP植入大鼠MI模型 |
2.9 组织学分析 |
2.10 qPCR分析评估梗死区域血管相关基因的表达 |
2.11 碳化钛纳米粒子在大鼠体内的分布 |
2.12 统计分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 Ti_2C冷冻水凝胶能够促进心肌细胞成熟 |
3.2 Ti_2C水凝胶复合心肌细胞能够实现材料的整体跳动 |
3.3 Ti_2C-cryogels导电冷冻水凝胶可以诱导内皮细胞的小管结构形成 |
3.4 评估Ti_2C-cryogel ECP在心梗大鼠模型中的修复作用 |
3.5 Ti_2C-cryogel ECP构建了良好的心肌再生微环境,可能与减少梗死区域的炎症反应相关 |
3.6 Ti_2C-cryogel ECP还通过血管再生促进心肌修复 |
3.7 ECP和Ti_2C纳米粒子仍位于心脏表面 |
4 小结 |
第三章 可微创递送的碳基导电冷冻水凝胶对小型猪心肌梗死治疗的研究 |
1 实验准备 |
1.1 主要仪器 |
1.2 试剂与耗材: |
1.3 基本溶液的配制 |
1.4 实验动物 |
2 实验方法与步骤 |
2.1 合成甲基丙烯酸化弹性蛋白 |
2.2 合成GEL-MA |
2.3 合成水凝胶支架 |
2.4 水凝胶支架的力学测试 |
2.5 EGC水凝胶支架的导电性测试 |
2.6 腔镜下的EGC水凝胶支架体内递送 |
2.7 钙瞬变染色 |
2.8 心肌细胞的免疫荧光染色 |
2.9 人源性心肌细胞(HCM)的分化与培养 |
2.10 小型猪心梗模型的建立以及材料与细胞的移植 |
2.11 小型猪的经胸超声心动图检查 |
2.12 猪样品的形态和组织学分析 |
3. 结果与讨论 |
3.1 多孔EGC支架的制备与表征 |
3.2 形状记忆EGC支架的可注射性 |
3.3 EGC支架在体外促进心肌细胞同步收缩与成熟 |
3.4 小型猪心梗模型中不同植入物对心脏修复功能评估 |
4 小结 |
全文总结 |
参考文献 |
缩略词中英对照表 |
成果 |
致谢 |
(3)长骨骨折中对侧皮质锁定结构的生物力学分析与结构优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一章 对侧皮质锁定结构螺钉与锁定钢板结构螺钉的生物力学对比分析 |
引言 |
1.1 材料与方法 |
1.2 结果 |
1.3 讨论 |
1.4 小结 |
第二章 骨折愈合康复荷载下对侧皮质锁定系统的疲劳寿命预测:数值分析和实验研究 |
引言 |
2.1 材料与方法 |
2.2 结果 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 对侧皮质锁定结构中复合金属截面夹芯梁螺钉的优化设计与生物力学分析 |
引言 |
3.1 材料与方法 |
3.2 结果 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
全文总结 |
参考文献 |
中英文缩略词对照表 |
攻读学位期间成果 |
致谢 |
(4)可降解镁合金微弧氧化复合涂层组织结构调控与腐蚀行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景以及选题的目的与意义 |
1.2 医用可降解镁合金简介 |
1.2.1 镁合金的优势 |
1.2.2 医用可降解镁合金的腐蚀特性 |
1.2.3 医用可降解镁合金的腐蚀控制方法 |
1.3 微弧氧化及其复合涂层在医用镁合金上的应用 |
1.3.1 医用微弧氧化涂层的类型与特点 |
1.3.2 微弧氧化涂层组织结构的影响因素 |
1.3.3 微弧氧化涂层镁合金在交变应力作用下的腐蚀降解行为 |
1.3.4 微弧氧化复合涂层的研究进展 |
1.4 抗菌微弧氧化涂层的研究进展 |
1.4.1 抗菌材料简介 |
1.4.2 无机抗菌剂及其抗菌机理 |
1.4.3 微弧氧化抗菌涂层的研究 |
1.5 镁金属植入体的动物实验 |
1.5.1 动物实验植入模型的种类与特点 |
1.5.2 镁合金动物实验面临的挑战 |
1.6 镁合金表面生物涂层存在的问题 |
1.7 本文的主要研究内容 |
1.8 技术路线图 |
第2章 试验材料与研究方法 |
2.1 试验原材料 |
2.2 微弧氧化及其复合涂层组织结构设计 |
2.2.1 微弧氧化及其复合涂层的设计原则与依据 |
2.2.2 微弧氧化及其复合涂层制备 |
2.3 材料的组织结构分析方法 |
2.3.1 涂层厚度的测量 |
2.3.2 X射线衍射 |
2.3.3 扫描电子显微镜 |
2.3.4 傅里叶变化红外吸收光谱 |
2.3.5 等离子体辉光放电光谱(GDOES)测试 |
2.3.6 涂层的膜基结合强度测试 |
2.4 材料的电化学与长期浸泡腐蚀方法 |
2.4.1 材料的动电位极化曲线测试 |
2.4.2 材料的电化学阻抗谱测试 |
2.4.3 材料的长期浸泡腐蚀测试 |
2.5 镁合金腐蚀疲劳测试方法 |
2.6 微弧氧化镁合金植入体的动物体内实验 |
2.6.1 骨缺损模型设计 |
2.6.2 手术过程 |
2.6.3 影像学观察 |
2.6.4 组织切片 |
2.6.5 三点弯曲试验 |
2.6.6 数据分析 |
2.7 材料表面细胞粘附与增殖方法 |
2.8 材料的抗菌试验 |
第3章 微弧氧化涂层组织结构调控与腐蚀及疲劳失效行为 |
3.1 引言 |
3.2 微弧氧化涂层的组织结构调控 |
3.2.1 不同放电时间下涂层组织结构演变 |
3.2.2 特定厚度微弧氧化涂层的组织结构及对腐蚀行为影响 |
3.3 模拟腐蚀疲劳应力服役下涂层镁合金破坏与选用原则 |
3.3.1 微弧氧化涂层在空气中的疲劳性能 |
3.3.2 微弧氧化涂层在模拟体液中的疲劳性能 |
3.3.3 涂层镁合金的选用准则 |
3.4 本章小结 |
第4章 碱热与水热处理对微弧氧化涂层组织结构及性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 微弧氧化-碱热复合涂层 |
4.2.1 涂层的组织结构 |
4.2.2 涂层的膜基结合性能 |
4.2.3 涂层的电化学行为 |
4.2.4 涂层试样在模拟体液中的浸泡腐蚀行为 |
4.3 微弧氧化水热沉积复合涂层 |
4.3.1 氧化石墨烯浓度对复合涂层组织结构的影响 |
4.3.2 水热时间对复合涂层组织结构的影响 |
4.3.3 涂层中石墨烯的存在形式分析 |
4.3.4 涂层的结合力 |
4.3.5 涂层的生物相容性 |
4.3.6 涂层的电化学行为 |
4.3.7 涂层在模拟体液中的长期浸泡腐蚀行为 |
4.4 微弧氧化碱热与水热复合涂层的工艺-结构-性能对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 抗菌金属离子对微弧氧化涂层组织结构及性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 抗菌微弧氧化涂层的组织结构 |
5.2.1 微弧氧化过程中的电压-时间关系 |
5.2.2 涂层的XRD物相分析 |
5.2.3 涂层的形貌特征 |
5.3 抗菌微弧氧化涂层的电化学行为 |
5.3.1 含Cu微弧氧化涂层的电化学行为 |
5.3.2 含Zn微弧氧化涂层的电化学行为 |
5.3.3 含Ag微弧氧化涂层的电化学行为 |
5.4 抗菌微弧氧化涂层的细胞相容性 |
5.5 抗菌微弧氧化涂层的抗菌性能 |
5.6 抑菌元素的缓释与长期抗菌性能 |
5.7 微弧氧化涂层与微弧氧化复合涂层的性能对比 |
5.8 本章小结 |
第6章 微弧氧化涂层镁支架的体内降解与骨修复行为 |
6.1 引言 |
6.2 涂层支架植入部位的骨组织响应 |
6.2.1 不同厚度涂层对支架体内降解及诱骨生长行为的影响 |
6.2.2 不同植入时间下涂层对力学性能的影响 |
6.3 涂层植入体在体内的失效破坏过程 |
6.4 Mg~(2+)对促进骨组织生长的作用机理 |
6.4.1 镁金属植入体的理想降解模型 |
6.4.2 Mg~(2+)对促进骨组织生长的作用机理 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)超声骨刀的振动特性及切削性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 本课题研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 骨组织的切削加工 |
1.2.2 超声振动辅助骨组织切削 |
1.2.3 超声振动系统的研究 |
1.2.4 超声手术刀的研究现状 |
1.3 课题研究目的和意义 |
1.4 课题来源及主要研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 主要研究内容 |
第2章 超声骨刀的理论设计及超声骨刀开发 |
2.1 超声波概述 |
2.2 超声波发生器设计 |
2.3 超声骨刀换能器的理论设计 |
2.3.1 超声波换能器的结构选择 |
2.3.2 压电陶瓷换能器的材料选择 |
2.3.3 压电陶瓷换能器的理论分析及设计 |
2.4 超声骨刀变幅杆的理论设计 |
2.4.1 超声变幅杆结构的选择 |
2.4.2 超声变幅杆材料的选择 |
2.4.3 超声变幅杆的理论分析与设计 |
2.5 超声刀骨刀头设计 |
2.6 超声骨刀的冷却系统 |
2.7 本章小结 |
第3章 超声骨刀的优化仿真及振动特性分析 |
3.1 有限元分析理论 |
3.1.1 压电耦合动力学分析原理 |
3.1.3 模态分析 |
3.1.4 谐响应分析 |
3.2 超声变幅杆的有限元优化 |
3.2.1 超声变幅杆的对比分析 |
3.2.2 超声变幅杆的优化 |
3.3 超声骨刀尺寸整体优化 |
3.3.1 尺寸敏感性分析 |
3.3.2 尺寸响应曲面优化 |
3.4 超声骨刀的振动特性分析 |
3.4.1 模态分析 |
3.4.2 谐响应分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 超声骨刀可靠性实验验证 |
4.1 超声骨刀系统阻抗分析 |
4.1.1 导纳测量原理 |
4.1.2 系统阻抗实验 |
4.1.3 超声骨刀阻抗匹配 |
4.2 超声骨刀位移振幅测量分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 超声骨刀切削性能实验研究 |
5.1 超声骨刀的切削机理 |
5.1.1 超声骨刀工作原理 |
5.1.2 组织选择性 |
5.2 实验装置 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验平台 |
5.3 超声骨刀切削性能实验 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 本文研究创新点 |
6.3 思考和展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)5182铝合金同质及异质压印接头微动疲劳研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 压印连接技术 |
1.2.1 压印连接技术原理及工艺过程 |
1.2.2 压印连接点的选择 |
1.2.3 影响压印接头重要参数 |
1.2.4 压印接头的几种静力学失效形式 |
1.2.5 压印连接技术优势 |
1.3 压印技术研究现状 |
1.4 微动的研究现状 |
1.5 论文主要研究工作 |
第二章 试验材料和方法 |
2.1 试验材料及其性能 |
2.2 试件制备和试验分析方法 |
2.2.1 压印试件制备 |
2.2.2 静力学分析 |
2.2.3 动态疲劳分析 |
2.3 试验条件 |
2.4 本章小结 |
第三章 铝合金压印接头静力学与疲劳试验研究 |
3.1 静力学失效分析 |
3.1.1 静力学强度分析 |
3.1.2 能量吸收能力 |
3.1.3 接头失效形式分析 |
3.2 动态疲劳失效分析 |
3.2.1 疲劳研究理论基础 |
3.2.2 接头疲劳寿命曲线 |
3.2.3 接头失效模式分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 铝合金压印接头微动磨损机理研究 |
4.1 微动影响因素 |
4.2 压印接头微动模型的建立 |
4.3 微动图及其表示方法 |
4.3.1 微动图 |
4.3.2 微动图表示方法 |
4.4 接头微动运行机理研究 |
4.4.1 载荷值对微动行为的影响 |
4.4.2 微动随循环周次增加的演变 |
4.4.3 不同材料接触副对微动的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 铝合金压印接头能量损耗与疲劳寿命关系 |
5.1 能量损耗意义 |
5.2 能量损耗对压印接头疲劳寿命影响 |
5.2.1 能量损耗计算方法 |
5.2.2 能量损耗结果统计 |
5.2.3 能量损耗与疲劳寿命关系分析 |
5.3 压印接头疲劳损伤计算 |
5.3.1 累积损伤法计算压印接头损伤 |
5.3.2 能量法计算压印接头损伤 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
6.1 论文创新性 |
6.2 本文主要结论 |
6.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A:硕士期间发表的学术论文及科研成果 |
附录B:能量损耗值计算程序 |
(7)ECAP+旋锻变形超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 ECAP变形制备超细晶纯钛的研究现状 |
1.2 材料的疲劳断裂 |
1.2.1 材料疲劳概述 |
1.2.2 断裂力学基础 |
1.2.3 裂纹闭合效应 |
1.2.4 疲劳裂纹扩展 |
1.2.5 裂纹扩展断口 |
1.3 超细晶材料疲劳裂纹扩展研究现状 |
1.4 本文的研究意义及内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
2 实验材料及实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方案 |
2.3 超细晶纯钛的制备 |
2.3.1 纯钛ECAP变形 |
2.3.2 纯钛旋锻变形 |
2.3.3 超细晶纯钛退火热处理 |
2.4 疲劳裂纹扩展试验 |
2.5 组织观察与分析 |
2.5.1 金相组织观察 |
2.5.2 TEM组织观察 |
2.5.3 SEM断口观察 |
2.6 力学性能检测 |
2.6.1 硬度实验 |
2.6.2 拉伸实验 |
3 超细晶纯钛的显微组织及力学性能 |
3.1 超细晶纯钛的微观组织 |
3.1.1 ECAP变形后显微组织 |
3.1.2 ECAP+旋锻变形后显微组织 |
3.1.3 旋锻变形后退火显微组织 |
3.2 超细晶纯钛的力学性能 |
3.3 本章小结 |
4 超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为 |
4.1 超细晶纯钛疲劳裂纹扩展规律 |
4.2 超细晶纯钛疲劳断口形貌 |
4.3 疲劳裂纹前端组织 |
4.4 微观组织对超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为的影响 |
4.4.1 微观组织对近门槛区的影响 |
4.4.2 微观组织对稳定扩展区的影响 |
4.5 本章小结 |
5 应力比对超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为的影响 |
5.1 不同应力比超细晶纯钛疲劳裂纹扩展规律 |
5.2 应力比对超细晶纯钛疲劳断口的影响 |
5.2.1 裂纹扩展路径与宏观断口分析 |
5.2.2 应力比对ECAP变形纯钛疲劳断口的影响 |
5.2.3 应力比对ECAP+RS变形纯钛疲劳断口的影响 |
5.2.4 应力比对旋锻后300℃退火态纯钛疲劳断口的影响 |
5.2.5 应力比对旋锻后400℃退火态纯钛疲劳断口的影响 |
5.3 应力比对超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为影响分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
作者在读期间的研究成果 |
致谢 |
(8)橡胶材料磨耗特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 天然橡胶 |
1.1.1 天然橡胶的历史及现状 |
1.1.2 天然橡胶的分类和分级 |
1.1.3 天然橡胶的结构 |
1.1.4 天然橡胶的性能 |
1.1.5 天然橡胶的应用 |
1.1.6 天然橡胶的改性 |
1.1.7 天然胶的加工与应用 |
1.2 橡胶磨耗 |
1.2.1 橡胶磨耗的主要种类和特点 |
1.2.2 影响橡胶磨耗的因素 |
1.2.3 橡胶磨耗机理的研究发展现状 |
1.3 分形理论 |
1.3.1 分形理论简述 |
1.3.2 分形维数 |
1.3.3 多重分形 |
1.4 目的意义及研究内容 |
1.4.1 目的意义 |
1.4.2 研究内容 |
2 外界条件对橡胶磨耗性能的影响 |
2.1 磨耗试验 |
2.1.1 实验材料及配方 |
2.1.2 实验仪器设备 |
2.1.3 磨耗实验步骤 |
2.2 磨耗实验结果 |
2.3 磨耗行程对磨耗性能的影响 |
2.4 温度对磨耗性能的影响 |
2.5 磨耗角度对试样磨耗性能的影响 |
2.6 负荷对磨耗性能的影响 |
2.7 本章小结 |
3 橡胶磨耗表面形貌特性的表征分析 |
3.1 SEM简介 |
3.2 SEM对磨耗表面形貌分析 |
3.2.1 不同温度下磨耗表面的分析 |
3.2.2 不同放大倍数下磨耗表面分析 |
3.3 LEXT OLS4100型3D激光显微镜简介 |
3.4 3D激光显微镜对磨耗表面形貌分析 |
3.4.1 不同温度下的表面形貌分析 |
3.4.2 不同行程下的表面形貌分析 |
3.4.3 不同行程下的表面粗糙度分析 |
3.4.4 不同角度下的表面粗糙度分析 |
3.4.5 不同负荷下的表面粗糙度分析 |
3.4.6 不同温度下的表面粗糙度分析 |
3.4.7 不同温度下磨耗表面多重分形谱分析 |
3.5 本章小结 |
4 磨耗对橡胶内部结构变化的分析 |
4.1 傅里叶变换红外光谱仪简介 |
4.2 磨耗前后红外谱图对照和分析 |
4.3 不同工况下红外图谱分析 |
4.3.1 不同行程时红外光谱对照和分析 |
4.3.2 不同角度时红外光谱对照和分析 |
4.3.3 不同温度时红外图谱对照和分析 |
4.3.4 不同负荷时红外光谱对照和分析 |
4.4 共混对磨耗性能的影响 |
4.4.1 三种不同种类橡胶磨耗前的红外光谱对比和分析 |
4.4.2 三种不同种类橡胶磨耗4259圈后的红外光谱对比和分析 |
4.4.3 三种不同种类橡胶最大角度(21°)时红外光谱对比和分析 |
4.4.4 三种不同种类橡胶最大温度(80℃)时红外光谱对比和分析 |
4.4.5 三种不同种类橡胶最大负荷(42.72N)时红外光谱对比和分析 |
4.5 本章小结 |
5 总结和展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)复合编织血管支架物理力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 下肢动脉疾病 |
1.2 下肢动脉疾病的治疗方法 |
1.2.1 药物治疗 |
1.2.2 腔内治疗 |
1.2.3 外科手术 |
1.3 血管支架研究现状及存在的问题 |
1.3.1 研究现状 |
1.3.2 存在的问题 |
1.4 血管支架的性能评价体系 |
1.4.1 渗透性和孔隙率 |
1.4.2 几何特征 |
1.4.3 力学性能 |
1.4.4 疲劳性能 |
1.4.5 血液接触性能 |
1.4.6 体外细胞学评价 |
1.4.7 体内植入 |
1.5 支架促内皮化改性常用方法 |
1.5.1 体外种植内皮细胞 |
1.5.2 促进血液中内皮细胞的迁移 |
1.5.3 捕获血液中的内皮祖细胞 |
1.6 课题研究目的和意义 |
1.7 课题研究内容和创新点 |
参考文献 |
第二章 涤纶/镍钛合金编织血管支架的制备及多参数环境下力学性能研究 |
2.1 前言 |
2.2 材料与仪器 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 支架的基本结构设计 |
2.3.1 支架的尺寸设计 |
2.3.2 支架的形状设计 |
2.4 实验方法 |
2.4.1 编织型血管支架的原料选择 |
2.4.2 镍钛合金包覆纱的制备 |
2.4.3 涤纶/镍钛合金编织血管支架的制备 |
2.4.4 镍钛合金包覆纱和编织血管支架的物理性能 |
2.4.5 镍钛合金纱线的最大静摩擦力测试 |
2.4.6 编织血管支架的径向压缩性能 |
2.4.7 编织血管支架的轴向弯曲性能 |
2.4.8 编织血管支架的抗扭转性能 |
2.5 实验结果 |
2.5.1 原料的基本性能 |
2.5.2 编织血管支架的物理性能 |
2.5.3 镍钛合金纱线的最大静摩擦力 |
2.5.4 编织血管支架的径向压缩性能 |
2.5.5 编织血管支架的轴向弯曲性能 |
2.5.6 编织血管支架的抗扭转性能 |
2.6 讨论 |
2.7 本章小结 |
参考文献 |
第三章 涤纶/镍钛合金编织血管支架的弯曲疲劳性能 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料与仪器 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 试样准备 |
3.3.2 体外定性弯曲疲劳评价 |
3.3.3 体外定量弯曲性能评价 |
3.3.4 弯曲疲劳后的血管支架表面形貌分析 |
3.3.5 弯曲疲劳后的血管支架热力学性能 |
3.4 实验结果 |
3.4.1 体外定量弯曲性能 |
3.4.2 编织血管支架弯曲疲劳后的表面形貌 |
3.4.3 编织血管支架弯曲疲劳后的热力学性能 |
3.5 讨论 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 涤纶/镍钛合金编织血管支架的传质特性研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验材料与仪器 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 实验用血管支架的制备 |
4.3.2 编织血管支架的血液渗透性能研究 |
4.3.3 编织血管支架的血栓阻隔性能 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 编织血管支架的表观物理性能 |
4.4.2 编织血管支架的血液渗透性能 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 涤纶/镍钛合金编织血管支架的促内皮化改性及提高体外生物相容性方法初探 |
5.1 前言 |
5.2 实验材料与仪器 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验仪器 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 编织血管支架的制备 |
5.3.2 聚多巴胺纳米粒子的制备 |
5.3.3 支架表面聚多巴胺纳米粒子和REDV多肽的固定 |
5.3.4 支架的物理化学性能表征 |
5.3.5 支架的力学性能表征 |
5.3.6 血液相容性 |
5.3.7 体外内皮细胞生长 |
5.4 实验结果 |
5.4.1 支架的物理化学性能 |
5.4.2 支架的力学性能 |
5.4.3 支架的血液相容性 |
5.4.4 支架的内皮细胞黏附性能 |
5.5 讨论 |
5.6 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本论文主要研究结论 |
6.2 本论文进一步的研究方向 |
攻读博士学位期间发表论文及奖励情况 |
发表论文 |
公开/授权专利 |
参加项目 |
所获奖励 |
致谢 |
(10)冷热循环对不同电解液微弧氧化后钛瓷结合强度影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第一章 材料与方法 |
1.1 实验材料与设备 |
1.2 钛片的初步表面处理 |
1.3 扫描电镜观察处理后钛片的表面形貌 |
1.4 进行瓷层烧结 |
1.5 进行冷热循环 |
1.6 三点弯曲测试钛瓷结合强度 |
1.7 观察瓷剥脱后钛基底并进行元素分析 |
1.8 观察钛瓷结合界面 |
1.9 统计学方法分析 |
第二章 实验结果 |
2.1 钛片处理后表面形貌 |
2.2 钛-瓷结合强度 |
2.3 结合界面的电镜观察及元素线性扫描分析 |
2.4 瓷层剥脱后的钛基底形貌及元素分析 |
第三章 讨论 |
第四章 结论 |
参考文献 |
综述 |
综述参考文献 |
20例临床病例汇报 |
攻读学位期间研究成果 |
缩略词表 |
致谢 |
四、种植系统内部机械疲劳性能的研究进展(论文参考文献)
- [1]选区激光熔化成形IN738LC显微组织及高温拉伸力学性能研究[D]. 侯鑫. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]碳基导电冷冻水凝胶在心肌组织工程中的应用研究[D]. 叶根澜. 南方医科大学, 2021
- [3]长骨骨折中对侧皮质锁定结构的生物力学分析与结构优化设计[D]. 邓羽平. 南方医科大学, 2021
- [4]可降解镁合金微弧氧化复合涂层组织结构调控与腐蚀行为[D]. 吴云峰. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]超声骨刀的振动特性及切削性能研究[D]. 刘子豪. 山东大学, 2020
- [6]5182铝合金同质及异质压印接头微动疲劳研究[D]. 刘可欣. 昆明理工大学, 2020(05)
- [7]ECAP+旋锻变形超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为研究[D]. 柳奎君. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [8]橡胶材料磨耗特性研究[D]. 周省委. 青岛科技大学, 2020(01)
- [9]复合编织血管支架物理力学性能研究[D]. 薛雯. 东华大学, 2019(05)
- [10]冷热循环对不同电解液微弧氧化后钛瓷结合强度影响的研究[D]. 朱佳妮. 青岛大学, 2019(02)