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《復合結(jié)構(gòu)人工骨支架微結(jié)構(gòu)的設計研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、碩士研究生學位論文新疆大學論文題目(中文)：復合結(jié)構(gòu)人工骨支架微結(jié)構(gòu)的設計研究論文題目(外文)：Researchonthedesignofscaffoldsmicrostructureforcompositestructureartificialbone研究生姓名：王娟學科、專業(yè)：機械工程研究方向：機械制造及其自動化導師姓名職稱：烏日開西·艾依提教授論文答辯日期2015年05月29日學位授予日期2015年06月日新疆大學碩士研究生學位論文摘要組織工程骨支架的結(jié)構(gòu)決定著仿生人工骨的成骨性能，因此支架不僅需要三維微孔結(jié)構(gòu)且需要有足夠的強度。針對支架需要足夠的孔隙率和足夠的強
2、度的需求，本文進行了研究。利用有限元分析軟件，對人工骨支架的微孔結(jié)構(gòu)對支架應力、應變和變形的影響，進行了數(shù)值模擬研究。同時利用力學壓縮實驗對人工骨支架結(jié)構(gòu)的力學性能進行驗證分析。對單一材料生物陶瓷β-磷酸三鈣（β-TCP）人工骨支架內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計。利用ANYSY軟件建立支架微孔結(jié)構(gòu)的三維模型，三維模型賦予其邊界條件、載荷條件、材料參數(shù)，進行網(wǎng)格劃分。然后定義變化參數(shù)及參數(shù)范圍，對其進行優(yōu)化分析，計算得到模型的最大等效應力及最大總變形與孔隙率的關系，并分析比較不同孔徑、孔間距結(jié)構(gòu)對支架最大等效應力、最大總變形、內(nèi)部應變的影響。支架孔隙率和最佳應變比越大，最大等
3、效應力、最大總變形越小，支架生物性能和力學性能越好。分析得到了微孔各個參數(shù)對支架孔隙率、最大等效應力、最大總變形以及內(nèi)部應變的影響規(guī)律，這些結(jié)果為支架的結(jié)構(gòu)設計和優(yōu)化提供了有意義的參考價值。為復合結(jié)構(gòu)中鈦合金TC4支架結(jié)構(gòu)的分布作前期研究，對鈦合金支架進行了優(yōu)化設計。建立鈦合金支架各個方向不同層數(shù)和不同直徑的鈦合金支架模型，對其進行有限元分析，提取支架的最大等效應力和最大總變形。同時利用激光選區(qū)熔化技術（SelectiveLaserMelting，SLM）制備鈦合金支架結(jié)構(gòu)，利用力學實驗對模擬仿真的結(jié)果進行驗證。結(jié)果顯示增加Z軸方向鈦合金直徑和X軸方向鈦合金層數(shù)時，更有
4、利于提高支架的力學性能。對生物陶瓷-鈦合金復合結(jié)構(gòu)人工骨支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進行了設計，并對復合結(jié)構(gòu)中鈦合金支架結(jié)構(gòu)的分布和直徑對支架力學性能的影響進行了研究與分析。利用ANYSY軟件建立鈦合金的分布和直徑的不同的復合支架結(jié)構(gòu)有限元模I新疆大學碩士研究生學位論文型，計算支架最大等效應力、最大總變形。本章計算結(jié)果顯示復合結(jié)構(gòu)中鈦合金支架結(jié)構(gòu)的受力面積越大，支架最大等效應力、最大總變形越小，支架生物性能和力學性能越好。分析得到了鈦合金支架結(jié)構(gòu)各個參數(shù)對支架最大等效應力、最大總變形的影響規(guī)律，這些結(jié)果為支架的結(jié)構(gòu)設計和優(yōu)化提供了有意義的參考價值。關鍵詞：組織工程支架；微孔結(jié)構(gòu)；優(yōu)
5、化設計；3D打印II新疆大學碩士研究生學位論文AbstractThestructureofbonetissueengineeringscaffolddeterminestheosteogenesisperformanceoftheartificialbone,thereforescaffoldsnotonlyrequires3Dmicrostructuresandmusthavesufficientstrength.Aimedatthedifficulties,thispaperconductedanumericalsimulationresearch,studying
6、theeffectofthemicroporousstructureoftheartificialbonescaffoldsonthestress,strainanddeformationbyusingfiniteelementanalysissoftware.Atthesametime,themechanicalcompressionexperimentofartificialbonescaffoldsstructurewasusedtoanalyzethemechanicalperformance.Themicroporousstructurewasoptimize
7、ddesignedfortheartificialbonescaffoldsofbiologicalceramicβ-tricalciumphosphate(β-TCP).Thethree-dimensionalmodelsofscaffoldswithmicroporousstructureswereestablishedbyusingANYSYSsoftware,andgaveittheboundaryconditions,loadingconditions,materialparameters,andthenmeshedit.The
