研究人员受人体骨骼“梁”启发开发了抗疲劳的(2)
▲图4 横向体积对重复多孔疲劳寿命的影响固体。 (A) 显示了受骨骼启发的微观结构和八位字节桁架的图像。 (比例尺:5 毫米。)(B)显示了按设计打印或带有加厚(彩色)棒状支柱的微结构材料的疲劳寿命。加厚横向支柱会增加疲劳寿命,而加厚垂直支柱会降低疲劳寿命(也显示了比刚度,E0/ρ)。
改性松质骨微结构的增材制造
机械加载前收集的松质骨样品的微机断层扫描图像,通过在表面添加材料进行数字化改变。高分辨率立体光刻系统(M1;碳)用于提取氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯聚合物树脂(UMA 90;碳;E = 2 GPa),放大倍数为 1.5 倍(直径 12 毫米,长度约 30 毫米)。微计算机断层扫描图像的使用证实了打印几何的准确性。增材制造生成的模型接受从 0 到归一化初始压缩应力 σ/E0 的循环疲劳载荷,对应于 9,500、6,500 或 4,500 με,直至失效(应用 4% 应变)。实验共使用了 45 个松质骨微结构模型(5 种不同的微结构 × 3 种不同的杆厚度 × 3 种不同的归一化应力大小)。使用不透射线的染料渗透剂识别聚合物样品中的损坏。
▲图5. 研究人员设计了一个具有相同编号的小梁棒状和板状结构,并将它们以周期性模式排列,从而提供了一种增强轻质 3D 打印结构的新方法。图片来源:普渡大学照片 Pablo Zavattieri
文章来源:《机械设计与研究》 网址: http://www.jxsjyyj.cn/zonghexinwen/2021/0707/1159.html