中国生物医学工程学报
中國生物醫學工程學報
중국생물의학공정학보
CHINESE JOURNAL OF BIOMEDICAL ENGINEERING
2012年
6期
889-894
,共6页
热解炭%热解炭包覆石墨%ANSYS%断裂韧性
熱解炭%熱解炭包覆石墨%ANSYS%斷裂韌性
열해탄%열해탄포복석묵%ANSYS%단렬인성
利用有限元分析软件ANSYS,对人工心瓣各向同性热解炭和热解炭包覆石墨复合材料进行紧凑拉伸以及三点弯曲实验仿真分析,计算材料的平面应变断裂韧性KIC,并将计算结果与相关实验结果进行对比,分析利用ANSYS计算KIC方法的有效性,以及涂层与基体厚度比、裂纹尖端半径对热解炭包覆石墨复合材料KIC值的影响.结果表明,纯热解炭和石墨材料的ANSYS计算KIC值分别为1.176 MPa√m以及1.415 MPa√m,与相关实验结果接近,验证了ANSYS计算KIC值的准确性；热解炭包覆石墨复合材料的计算KIC值随涂层与基体厚度比的增加而降低,涂层与基体厚度比偏低时,复合材料断裂性能均优于纯热解炭和石墨材料；热解炭包覆石墨材料存在临界裂纹尖端半径ρ0(约5μm).当裂纹尖端半径ρ＞ρ0时,KIC测量值与ρ1/22成正比；ρ＜ρ0时,KIC测量值与尖锐裂纹样品测量值一致.
利用有限元分析軟件ANSYS,對人工心瓣各嚮同性熱解炭和熱解炭包覆石墨複閤材料進行緊湊拉伸以及三點彎麯實驗倣真分析,計算材料的平麵應變斷裂韌性KIC,併將計算結果與相關實驗結果進行對比,分析利用ANSYS計算KIC方法的有效性,以及塗層與基體厚度比、裂紋尖耑半徑對熱解炭包覆石墨複閤材料KIC值的影響.結果錶明,純熱解炭和石墨材料的ANSYS計算KIC值分彆為1.176 MPa√m以及1.415 MPa√m,與相關實驗結果接近,驗證瞭ANSYS計算KIC值的準確性；熱解炭包覆石墨複閤材料的計算KIC值隨塗層與基體厚度比的增加而降低,塗層與基體厚度比偏低時,複閤材料斷裂性能均優于純熱解炭和石墨材料；熱解炭包覆石墨材料存在臨界裂紋尖耑半徑ρ0(約5μm).噹裂紋尖耑半徑ρ＞ρ0時,KIC測量值與ρ1/22成正比；ρ＜ρ0時,KIC測量值與尖銳裂紋樣品測量值一緻.
이용유한원분석연건ANSYS,대인공심판각향동성열해탄화열해탄포복석묵복합재료진행긴주랍신이급삼점만곡실험방진분석,계산재료적평면응변단렬인성KIC,병장계산결과여상관실험결과진행대비,분석이용ANSYS계산KIC방법적유효성,이급도층여기체후도비、렬문첨단반경대열해탄포복석묵복합재료KIC치적영향.결과표명,순열해탄화석묵재료적ANSYS계산KIC치분별위1.176 MPa√m이급1.415 MPa√m,여상관실험결과접근,험증료ANSYS계산KIC치적준학성；열해탄포복석묵복합재료적계산KIC치수도층여기체후도비적증가이강저,도층여기체후도비편저시,복합재료단렬성능균우우순열해탄화석묵재료；열해탄포복석묵재료존재림계렬문첨단반경ρ0(약5μm).당렬문첨단반경ρ＞ρ0시,KIC측량치여ρ1/22성정비；ρ＜ρ0시,KIC측량치여첨예렬문양품측량치일치.
