文档介绍：国内图书分类号:TG +3 学校代码:10213国际图书分类号::公开工学硕士学位论文螺旋孔隙多孔钛孔结构表征及压缩力学行为模拟研究硕士研究生:杨锌导师:魏尊杰教授申请学位:工学硕士学科:材料加工工程所在单位:材料科学与工程学院答辩日期:2012年7月授予学位单位:哈尔滨工业大学Classified Index: TG +: for the Masteral Degree in EngineeringCHARACTERIZATION OF PORE STRUCTUREAND NUMERICAL PRESSIVEBEHAVIR OF POROUS TITANIUM WITH HELICAL PORESCandidate:Yang XinSupervisor: ZunjieAcademic Degree Applied for:Masterof EngineeringSpeciality:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation:School of MaterialsScience and EngineeringDate of Defence:July, 2012Degree-Conferring-Institution:Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-I-摘要利用钛丝烧结法制备的螺旋孔隙多孔钛因其具有良好的力学和生物相容性,在骨修复领域有着巨大的应用潜力。但是,螺旋孔隙多孔钛孔结构的破坏机制尚不明确,限制了其进一步应用。因此,本文在对多孔钛的孔结构进行表征的基础上,采用数值模拟技术对多孔钛的压缩力学行为进行了研究,得到了如下结果:所制备的螺旋孔隙多孔钛可由三维孔结构单胞按照一定的规律铺排而成。分析表明多孔钛的孔隙度主要与螺旋体的钛丝直径Tid、螺旋中径2D、节距t、层间距h以及邻间距s有关,并给出了多孔钛的孔隙度P的表达式和限制条件。其中,螺旋体的螺旋中径和钛丝直径的减小,或者螺旋体的邻间距、节距以及层间距的增大,均有助于增加多孔钛的孔隙度。特别的,基于单胞的螺旋孔隙多孔钛的孔隙度**P随着钛丝的直径*Tid的减小或孔结构单胞的边长*stD以及螺旋体的层间距h*的增大而增大。螺旋孔隙多孔钛单胞的压缩力学性能主要取决于它的孔隙度以及烧结颈的相对尺寸。多孔钛单胞的压缩力学性能随着孔隙度的增大而减小。具体来说,多孔钛单胞的压缩屈服强度和弹性模量随着钛丝直径的增大而增大,随着孔结构单胞的边长的增大而减小。经过分析获得了孔隙度对多孔钛单胞的压缩屈服强度和弹性模量的影响的表达式。多孔钛在受到压缩载荷时,应力集中主要出现在烧结颈处。烧结颈对多孔钛单胞的压缩力学性能的影响主要取决于烧结颈的相对直径,而烧结颈的相对长度对其影响较小。单胞内三个烧结点中,双自由端位置处的烧结颈对多孔钛单胞压缩力学性能的影响最大。随着烧结颈相对直径的增大,多孔钛单胞的压缩屈服强度和弹性模量也随之明显增大。经过分析获得了烧结颈对多孔钛单胞的压缩屈服强度和弹性模量的影响的表达式。本文最终给出了多孔钛单胞的压缩屈服强度和弹性模量的表达式。关键词:螺旋孔隙多孔钛单胞;孔隙度;压缩力学性能;烧结颈;数值模拟哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-II-AbstractWith its outstanding patibility and patibility, the porous titanium sinteredbytitanium wirehas great potential for practical applicationin , the failure mechanism of the pore structure ofthe porous titanium sinteredbytitanium wireis not very clear, which limitsits further application. Therefore, the pore structure of the porous titaniumwascharacterized at first, and thenthe compressive mechanical behavior of porous titanium was researchedby the use of numerical results areasfollows:The porous titani