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摘要
背景:碳化硅-碳复合材料应用广泛,但其在医学假体材料领域无相关实验研究,效果尚不明确。目的:探究新型碳化硅-碳复合材料的力学性能,采用三维有限元分析法模拟小关节的受力情况,论证其作为人工小关节假体替代材料的可行性。方法:将规定尺寸的碳化硅-碳复合材料与传统碳/碳复合材料放置于电子万能试验机中,测定并计算材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力,随后测定并计算材料的摩擦系数、磨损体积和质量磨损率。应用三维有限元分析法,将第三掌骨有限元模型分别定义碳/碳复合材料及碳化硅-碳复合材料单元类型后,给予轴向200 N的作用力,分析其总位移及节点应力情况。结果与结论:碳化硅-碳复合材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力高于碳/碳复合材料(P<0.05),摩擦系数、磨损体积和质量磨损率、最大节点应力及最大总位移低于碳/碳复合材料(P<0.05)。结果说明,碳化硅-碳复合材料具有良好的力学性能、抗磨损性能,抗压缩形变及抗应力作用。
- 出版日期2016
- 单位天津医科大学; 天津市泰达医院
