牛和人的长骨密质骨哈佛氏系统的比较研究

本文对牛和人胫骨骨干密质骨的微细结构进行了研究．应用扫描电镜观察到牛骨中存在着完全哈佛氏系统，丛状骨及哈佛氏系统与板层骨相间三种结构形式，得到牛和人胫骨密质骨中哈佛氏系统沿径向分布的规律     

牛和人的长骨密度质哈佛氏系统的比较研究

本文对牛和人胫骨骨干密质骨的微细结构进行了研究，应用扫描电镜观察到牛骨中存在着完全哈佛氏系统，丛状骨及哈佛氏系统与板层骨相间三种结构形式，得到牛和人胫骨密质骨中哈佛系统沿径向分布的规律。     

羚牛股骨密质骨力学性能的实验研究

为了对国家一级保护动物——羚牛的骨生物力学和临床医学提供必要的骨力学参数,对羚牛新鲜股骨密质骨的拉伸与压缩力学性能进行了实验研究,用光学显微镜和扫描电镜观测了其微观结构,并与同属牛科的家牛进行了比较。实验得到了羚牛新鲜股骨密质骨沿轴向压缩和拉伸弹性模量分别为5.41GPa和0.98GPa,密质骨的力学性能在股骨的不同位置差异不显著。扫描电镜的观察表明:羚牛股骨密质骨在微观结构上是由丛状骨和哈佛氏系统组成的,其中哈佛氏系统沿径向的分布比较平均。     

颅骨弹性模量时效性的实验研究

采用猪颅骨为实验材料，使用应变电测法对颅骨各层弹性模量随风干时间的变化规律进行了实验研究。实验结果表明：密质骨弹性模量约是松质骨弹性模量的2．5倍，松质骨对颅骨弹性模量的影响有限；猪颅骨单层密质骨和整体的弹性模量相差约13．9％；冷冻后经室温下自然解冻的猪颅骨单层密质骨的弹性模量变化量相当于新鲜密质骨的9．2％，单纯板障松质骨片的变化量为17％，去掉一层密质骨后的颅骨片变化量为18．1％，整体猪颅骨片的变化量为15．6％；由于各生物体颅骨结构基本相同。由此可知，如果在人颅骨上也能得到相似的结论，在进行有关人颅骨研究时可大大延长同一块颅骨的使用时间。或者可以用风干颅骨、解冻后风干颅骨来代替新鲜骨，然后根据其时效特性对实验数据进行修正，这样会大大降低实验成本和难度。     

颅骨弹性模量时效性的实验研究

采用猪颅骨为实验材料,使用应变电测法对颅骨各层弹性模量随风干时间的变化规律进行了实验研究.实验结果表明:密质骨弹性模量约是松质骨弹性模量的2.5倍,松质骨对颅骨弹性模量的影响有限;猪颅骨单层密质骨和整体的弹性模量相差约13.9%;冷冻后经室温下自然解冻的猪颅骨单层密质骨的弹性模量变化量相当于新鲜密质骨的9.2%,单纯板障松质骨片的变化量为17%,去掉一层密质骨后的颅骨片变化量为18.1%,整体猪颅骨片的变化量为15.6%;由于各生物体颅骨结构基本相同.由此可知,如果在人颅骨上也能得到相似的结论,在进行有关人颅骨研究时可大大延长同一块颅骨的使用时间.或者可以用风干颅骨、解冻后风干颅骨来代替新鲜骨,然后根据其时效特性对实验数据进行修正,这样会大大降低实验成本和难度.     

圆柱/平面径向微动磨损特性及其对疲劳寿命的影响

从微动磨损特性出发,建立圆柱/平面微动磨损分析模型,通过ANSYS计算接触面的接触应力状态和接触面的相对滑移量,得到接触面的接触半径和微动磨损状况.将微动磨损条件下的疲劳寿命划分为微动磨损阶段、疲劳裂纹萌生和裂纹扩展3个阶段,给出接触疲劳应力下3个阶段的疲劳寿命计算方法,结合圆柱/平面径向微动磨损实例进行疲劳寿命估算.结果表明,接触面的应力集中导致裂纹萌生点,将单次施载的磨损量工况下疲劳寿命进行比较,得出微动磨损使构件的疲劳寿命降低,无微动磨损下疲劳寿命约为107.     

微动对车轴钢疲劳性能的影响

针对铁道轮轴间微动损伤的特点,设计了能够模拟过盈连接在旋转弯曲载荷下微动损伤问题的试样轴和试样套管.在实物车轴的特定位置切割试样,加工制作了常规疲劳试样和微动疲劳试样,并采用温差法组装微动疲劳试样的轴和套管,然后借助四点旋转弯曲疲劳试验机,通过单点法试验得出了该车轴钢的常规疲劳寿命(S-N)曲线和微动疲劳寿命曲线.结果表明,微动显著降低了车轴钢的疲劳极限,并且微动疲劳试样均在轴套配合的边缘断裂.     

哈弗斯皮质骨径向直裂纹研究

哈弗斯皮质骨的断裂微观力学已被提出,在骨中由于疲劳负荷和循环载荷形成微裂纹,有研究者利用二维力学纤维陶瓷基复合材料模型,针对间骨板中出现任一径向直线裂纹的问题,研究了骨单位与裂纹间的相互作用;为更真实模拟骨裂纹的情形,研究了骨单位和间骨板中同时出现一条直线裂纹的情况,通过将裂纹看作一系列连续韧性位错的塞积群,运用格林函数转化为一系列奇异积分方程,然后通过Erdogon和Gupta方法求解方程,并用高斯-切比雪夫数值离散求得相应的应力强度因子,分析对骨微结构形态的影响。     

LY12CZ铝合金微动疲劳特性研究

选用LY12CZ铝合金材料作为研究对象,以试验为基础,研究了LY12CZ铝合金的微动疲劳特性。结果表明:在运行工况微动图中,接触压力是影响接触区面积分布的最主要因素。在材料响应微动图中,微动区域的破坏形式完全依赖于循环次数。LY12CZ铝合金的微动磨损机理包括表面划伤和粘着、磨屑的形成、氧化物形成三个阶段,而微动疲劳损伤包括划痕的产生、微裂纹的形成、氧化颗粒的出现、裂纹从蚀坑底部产生四个过程。     

接触压力对微动疲劳强度的影响

研究了接触压力对微动疲劳强度的影响,结果表明,微动疲劳极限随接触压力的增加而下降,当下降到一定程度时即保持不变.这是由于起初随着接触压力增大,磨损损伤加剧,导致微动疲劳强度下降.当接触压力增加到一定程度后.由于滑移幅度的减小使得表面损伤减轻,而此时,微动疲劳极限处的最大交变应力很低,裂纹扩展的应力强度因子低于疲劳裂纹扩展的门槛值.因而.微动疲劳极限随着接触压力的增大变化不大.