医用生物力学
醫用生物力學
의용생물역학
JOURNAL OF MEDICAL BIOMECHANICS
2011年
1期
7-12
,共6页
刘永杰%欧阳巧琳%田仁慧%王清远
劉永傑%歐暘巧琳%田仁慧%王清遠
류영걸%구양교림%전인혜%왕청원
钛合金%体液浸泡%疲劳测试%疲劳断口%S-N曲线%断裂力学
鈦閤金%體液浸泡%疲勞測試%疲勞斷口%S-N麯線%斷裂力學
태합금%체액침포%피로측시%피로단구%S-N곡선%단렬역학
目的 为预测植入用Ti-6Al-4V钛合金的使用寿命,研究其在模拟体液浸泡后,10~7周次以后的超高周疲劳性能.方法 将Ti-6Al-4V钛合金试样在模拟体液中分别浸泡2d和6d;利用超声疲劳实验技术,在室温下分别对这两组试样进行超高周疲劳性能测试;利用电子显微镜观察疲劳断口并对裂纹源进行X射线能谱分析,研究其裂纹萌生机理,并与未经浸泡的同种材料的超声疲劳性能进行对比分析.结果 模拟体液浸泡后的材料的S-N曲线与未经浸泡时的趋势相近,在10~4-10~8周次范围内的疲劳寿命都呈连续下降状态,在10~7-10~8周次循环范围内曲线下降趋势有所变慢;模拟体液浸泡后的试样在10~7周次之前寿命下降更快,10~7周次之后模拟体液浸泡过的试样寿命比未处理的试样寿命低;浸泡6d后的试样的寿命和浸泡2d后的相差不大.疲劳循环超过10~7周次后,仍然发生疲劳断裂,并不存在传统意义上的疲劳极限.疲劳寿命10~8周次以后的试样疲劳裂纹在内部萌生,一般为铝元素聚集区;疲劳寿命10~7周次以前裂纹一般萌生于试件表面,有些试件出现了多处裂纹源.结论 模拟体液浸泡会降低Ti-6Al-4V钛合金的超高周疲劳性能;随着循环周次的增加,裂纹萌生由试件表面向其内部转换.
目的 為預測植入用Ti-6Al-4V鈦閤金的使用壽命,研究其在模擬體液浸泡後,10~7週次以後的超高週疲勞性能.方法 將Ti-6Al-4V鈦閤金試樣在模擬體液中分彆浸泡2d和6d;利用超聲疲勞實驗技術,在室溫下分彆對這兩組試樣進行超高週疲勞性能測試;利用電子顯微鏡觀察疲勞斷口併對裂紋源進行X射線能譜分析,研究其裂紋萌生機理,併與未經浸泡的同種材料的超聲疲勞性能進行對比分析.結果 模擬體液浸泡後的材料的S-N麯線與未經浸泡時的趨勢相近,在10~4-10~8週次範圍內的疲勞壽命都呈連續下降狀態,在10~7-10~8週次循環範圍內麯線下降趨勢有所變慢;模擬體液浸泡後的試樣在10~7週次之前壽命下降更快,10~7週次之後模擬體液浸泡過的試樣壽命比未處理的試樣壽命低;浸泡6d後的試樣的壽命和浸泡2d後的相差不大.疲勞循環超過10~7週次後,仍然髮生疲勞斷裂,併不存在傳統意義上的疲勞極限.疲勞壽命10~8週次以後的試樣疲勞裂紋在內部萌生,一般為鋁元素聚集區;疲勞壽命10~7週次以前裂紋一般萌生于試件錶麵,有些試件齣現瞭多處裂紋源.結論 模擬體液浸泡會降低Ti-6Al-4V鈦閤金的超高週疲勞性能;隨著循環週次的增加,裂紋萌生由試件錶麵嚮其內部轉換.
목적 위예측식입용Ti-6Al-4V태합금적사용수명,연구기재모의체액침포후,10~7주차이후적초고주피로성능.방법 장Ti-6Al-4V태합금시양재모의체액중분별침포2d화6d;이용초성피로실험기술,재실온하분별대저량조시양진행초고주피로성능측시;이용전자현미경관찰피로단구병대렬문원진행X사선능보분석,연구기렬문맹생궤리,병여미경침포적동충재료적초성피로성능진행대비분석.결과 모의체액침포후적재료적S-N곡선여미경침포시적추세상근,재10~4-10~8주차범위내적피로수명도정련속하강상태,재10~7-10~8주차순배범위내곡선하강추세유소변만;모의체액침포후적시양재10~7주차지전수명하강경쾌,10~7주차지후모의체액침포과적시양수명비미처리적시양수명저;침포6d후적시양적수명화침포2d후적상차불대.피로순배초과10~7주차후,잉연발생피로단렬,병불존재전통의의상적피로겁한.피로수명10~8주차이후적시양피로렬문재내부맹생,일반위려원소취집구;피로수명10~7주차이전렬문일반맹생우시건표면,유사시건출현료다처렬문원.결론 모의체액침포회강저Ti-6Al-4V태합금적초고주피로성능;수착순배주차적증가,렬문맹생유시건표면향기내부전환.
