【摘 要】
：
随着医疗技术的不断发展,金属植入体在骨骼修复手术中的应用越加广泛。通过传统方法制造的金属植入体密度大,弹性模量远大于人体骨骼,植入人体后会产生应力遮挡的现象,造成植入后的松动进而导致植入手术的失败。因此需要平滑植入体与骨骼之间的力学差异,通过孔结构参数化方法,使其力学性能与骨骼相接近,从而提高结合率。本文通过CAD设计方法和选区激光熔化成形（SLM）技术对多孔结构进行设计和制造,采用有限元分析和压
论文部分内容阅读
随着医疗技术的不断发展,金属植入体在骨骼修复手术中的应用越加广泛。通过传统方法制造的金属植入体密度大,弹性模量远大于人体骨骼,植入人体后会产生应力遮挡的现象,造成植入后的松动进而导致植入手术的失败。因此需要平滑植入体与骨骼之间的力学差异,通过孔结构参数化方法,使其力学性能与骨骼相接近,从而提高结合率。本文通过CAD设计方法和选区激光熔化成形（SLM）技术对多孔结构进行设计和制造,采用有限元分析和压缩实验研究不同参数对多孔结构力学性能的影响,并将设计的多孔结构应用于股骨柄假体上,缓解应力遮挡,提高植入体的使用寿命。本文的主要研究内容及结果如下:1.将316L不锈钢材料成形为拉伸试样,通过拉伸实验测量试样的力学性能参数。其中,弹性模量为68.5GPa,为铸造成形316L不锈钢的1/3,屈服强度为325MPa。将得到的力学性能参数转化为打印态316L不锈钢的真实应力-应变塑性参数,并应用到有限元仿真中,仿真结果和实验测试值具有良好的一致性。2.通过Solidworks软件设计了4种单元体结构,分别为面心立方单元体（FCC）、对角型立方密排单元体（DCC）、体心立方单元体（BCC）和八面体圆柱单元体（ODC）,孔隙率在60%-80%范围内,支柱直径在220-600μm范围内。比较4种多孔结构有限元仿真发现ODC结构有着更高的弹性模量和屈服强度,同时在单元体结构中水平位置上具有垂直支柱的结构表现出来的加固效果比交错支柱结构好;在其他参数不变的情况下,多孔结构会随着单元体尺寸的变大降低其力学性能。3.采用SLM成形制造多孔结构,使用电子天平和扫描电子显微镜（SEM）分别进行成形质量分析和表面形貌观察。通过压缩实验和有限元仿真结合的方式,对4种多孔结构的3个参数进行研究,对多孔结构的力学性能进行分析发现:实验和模拟仿真结果规律具有一致性,4种多孔结构的弹性模量在1.9-8.4GPa之间,在人体骨骼需求范围内。并且多孔结构力学性能曲线特征主要取决于单元体的类型,与孔隙率关系不大。4.将研究的4种多孔结构应用在股骨柄假体中,建立了致密型股骨柄假体和4种多孔型股骨柄假体模型。对股骨柄假体模型进行有限元分析发现,多孔型股骨柄假体降低了假体的刚度值,缓解了应力遮挡。其中ODC多孔型股骨柄刚度值最小,应力分布较均匀,刚度值为796.5N/mm。相比致密型股骨柄假体结构,刚度降低的最多,降低了20.9%。
其他文献
目的:基于Cloninger三维人格特质模型,探讨帕金森病人口学特征及临床特征与三维人格特质之间的关系,以期提高临床及科研工作者对帕金森病人格改变的认识;探究影响帕金森病生活质量的相关因素,并建立线性回归方程;确定三维人格特质协助帕金森病诊断的最佳诊断临界值,为帕金森病的诊断及鉴别诊断奠定基础。方法:选取2020年8月至12月就诊于吉林大学第一医院帕金森专病门诊确诊的33名帕金森病患者作为帕金森病
数控机床是发展新兴高技术产业和尖端工业的使能装备,加工中心作为典型的数控产品,因其强大的柔性加工能力而被广泛使用,但因组件单元间功能性、机械性的高耦合度和大密度连接等特征为故障传播提供可能,即使极为微小的故障若不能及时排除,将会影响整个生产进程,给企业造成重大损失。因此,考虑故障传播进行加工中心风险评估具有重要的现实意义。论文以某型国产加工中心为研究对象,综合图论、统计理论、Copula函数进行子
随着现代科技水平的不断发展,机械设备的智能化程度不断提高。近年来,无人飞机、无人汽车等自主化设备开始被广泛应用在日常生活中。作为无人设备在自主定位与路径规划中的关键技术,视觉同时定位与构图技术（Visual Simultaneous Localization and Mapping,V-SLAM）被广泛应用到设备的智能导航实践。在各种现有方案中,基于单目相机的V-SLAM系统因结构简单、初始化方便
发动机配气系统性能的优劣对于发动机整体性能的影响尤为明显,其直接关联到发动机的动力性、经济性、可靠性、稳定性以及排放特性,而传统气门式配气系统存在着诸多问题,例如零件数较多且结构复杂,气门的往复运动势必会造成较大的振动,而且在高转速工况下还会出现气门悬浮现象从而影响换气效率,液压挺柱等精密零件的高精度加工也会消耗大量的人力物力。因此,开发一款可以从根本上解决上述问题的新型的双旋转气阀式发动机配气系
随着电力体制改革的深化应用,多种能源的市场交易管控能力受到原来交易支持管理中心建设目标和需求的限制,前期未充分考虑目前新能源市场发展态势,难以适应电力市场发展提出的现货市场运营、全市场交易品种、全品种结算等新挑战。因此本文在原交易市场技术支持系统基础上进行了架构重设,按照交易需求增设了实时交易、合约市场等多个管理功能子系统,均部署在电力市场交易技术支持系统中,并研究了在新能源并网的新形态下三种电力
目的:利用CT图像上获取的部分定性定量资料、以及提取到的影像组学特征建立组学模型和联合模型,运用两种模型对表现为纯磨玻璃结节的肺腺癌的浸润性进行预测,并比较二者的预测能力。资料与方法（方法）:回顾分析2018年1月至2020年10月期间在吉林大学第一医院放射线科行肺部CT检查发现病灶表现为小于等于3cm的纯磨玻璃结节的患者图像,筛选其中于吉林大学第一医院胸外科进行手术,术后病理报告结果证实为肺腺癌
随着社会的发展,人们生活水准的提升,环境的问题成为了人们关心的重点。其中大气问题尤为严重,比如大量工厂排放污染气体造成雾霾、酸雨、温室效应等问题。气敏传感器是一种可以检测有害气体的元件,它最重要的组成成分之一是气敏材料。金属氧化物半导体材料是气敏材料中的一种类型,因为它的灵敏度高、响应恢复速度快等特点,受到研究人员的普遍注意,成为了气敏传感器研究的主流方向。而CuO作为金属氧化物半导体材料的一种,
目的:探讨基于IVIM功能图的影像组学模型在术前预测直肠癌患者脉管浸润状态的应用价值。方法:回顾性分析吉林大学第一医院2019年1月至2020年1月,行直肠高分辨核磁扫描（包含多b值弥散序列）并在2周内进行手术获得病理结果并证实脉管浸润状态的83位直肠癌患者（阴性:阳性=51:32）,以7:3的比例随机分为训练组和验证组（58:25）。我们分别在DWI（b=1000mm~2/s）、IVIM功能图(
Ti-6Al-4V合金具有屈服强度比高、无磁性、可焊接、密度小以及抗腐蚀能力强等优点,是应用最为广泛的钛合金材料。以Ti-6Al-4V合金为原材料的构件,常被用于航空发动机、海洋探测器、船舶耐压壳体、医疗器械等领域。Ti-6Al-4V合金应用场景具有多样性,拉伸、弯曲等单一和复合载荷是Ti-6A1-4V合金常见的服役工况,因此需对其力学行为开展更深层探究。现阶段缺乏对复合载荷作用下不同微观组织Ti
随着工业化、城市化不断推进,我国的土壤资源在数量和质量上均面临着新的形势与挑战,这就要求我们要提高对土壤地位与重要性的认识,对土壤性质进行分析,合理利用土壤。为了更好地研究土壤,需要在实验室内进行各类试验,如岩土容重试验,实验的准确性与真实性决定了我们对土壤认知的准确性与真实性,而影响实验准确性与真实性的最大因素就是取得土样的质量。因此,本文基于人工环刀取土实验步骤,结合自动化控制技术,研制一台实