【摘要】：3D打印金屬技術因其個性化及可用于加工復雜零件等顯著優(yōu)點,在醫(yī)用骨植入體領域得到了快速發(fā)展,但3D打印金屬材料的孔洞缺陷所引起的應力集中現(xiàn)象嚴重降低了其疲勞強度,限制了3D打印生物金屬材料的運用。本文針對3D打印Ti-6Al-4V合金超聲疲勞試樣,分析了Micro CT掃描試樣得到的三維圖像,獲得了試樣內孔洞缺陷的數(shù)量與體積;選擇體積分數(shù)占比最大的孔洞,采用有限元方法分析了三種不同孔洞分布形式下的局部應力集中現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),因空間位置的不同,獨立的孔洞、接近自由表面的孔洞、相鄰的孔洞三種不同孔洞的分布情況的應力集中系數(shù)差異顯著。研究結果在一定程度上解釋了目前EBM技術打印Ti-6Al-4V合金的孔洞缺陷如何對材料受力后的局部應力情況產(chǎn)生影響。
[Abstract]:3D printing metal technology has been developed rapidly in the field of medical bone implants because of its outstanding advantages such as individuation and the ability to process complex parts. However, the stress concentration caused by hole defects in 3D printed metal materials seriously reduces their fatigue strength and restricts the application of 3D printed biomaterials. In this paper, for 3D printed Ti-6Al-4V alloy ultrasonic fatigue specimen, the 3D image obtained from Micro CT scanning specimen is analyzed, the number and volume of the hole defects in the specimen are obtained, the voids with the largest proportion of volume fraction are selected. The local stress concentration under three different pore distribution forms is analyzed by finite element method. It is found that the stress concentration factors of the three kinds of holes are significantly different because of the different spatial positions, the independent holes, the holes close to the free surface, and the adjacent voids. The results of the study explain to some extent how the hole defects of Ti-6Al-4V alloy printed by EBM technology affect the local stress of the material after loading.
【作者單位】： 四川大學力學科學與工程系;四川省生物力學工程實驗室;破環(huán)力學與工程防災減災四川省重點實驗室;成都大學;
【基金】：國家自然科學基金(11272224,11502152)資助
【分類號】：R318.08

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本文編號：2264390