【摘要】：目的采用不同加載速率對關節(jié)軟骨進行非圍限壓縮試驗,探究其不同層區(qū)的率相關性能。方法采用新鮮豬關節(jié)軟骨作為研究對象,結合非接觸式數(shù)字圖像相關技術,測試不同加載率下軟骨不同層區(qū)的力學性能。結果在恒定加載率作用下,取相同壓縮應力時,軟骨淺表層的壓縮應變最大,深層區(qū)壓縮應變最小,中間層壓縮應變鑒于表層與深層之間;沿軟骨厚度方向,從淺表層到深層,軟骨的泊松比逐漸增大;不同加載率作用下,軟骨的壓縮應力-應變曲線不重合,說明關節(jié)軟骨的壓縮力學性能具有率相關性;隨著加載速率的增大,軟骨的彈性模量呈增大的趨勢;取相同壓縮應力時,加載率越大,不同層區(qū)的壓縮應變都減小。結論關節(jié)軟骨沿厚度方向,從淺表層到深層的壓縮應變逐漸減小,泊松比逐漸增大,軟骨不同層區(qū)的力學性能具有率相關性。實驗研究可為臨床軟骨疾病預防、治療提供理論依據(jù),同時對人工軟骨力學評價具有重要意義。
[Abstract]:Objective to investigate the rate-dependent properties of articular cartilage under different loading rates. Methods using fresh porcine articular cartilage as research object, the mechanical properties of different layers of cartilage under different loading rates were measured with non-contact digital image correlation technique. Results under the constant loading rate, the compressive strain of the shallow layer of cartilage was the largest, and the compression strain of the deep layer was the least when the same compressive stress was taken. The compression strain of the intermediate layer was between the surface and the deep layer. Along the direction of cartilage thickness, the Poisson's ratio of cartilage increases gradually from shallow surface to deep layer, the compression stress-strain curve of articular cartilage does not coincide under different loading rates, which indicates that the compressive mechanical properties of articular cartilage are rate-dependent. The elastic modulus of cartilage increases with the increase of loading rate, and the compression strain of different layers decreases with the increase of loading rate. Conclusion the compressive strain and Poisson's ratio of articular cartilage decrease gradually from shallow surface to deep layer along the thickness direction, and the mechanical properties of different layers of cartilage have a rate-dependent relationship. The experimental study can provide theoretical basis for the prevention and treatment of clinical cartilage diseases, and it is of great significance for the evaluation of artificial cartilage mechanics.
【作者單位】： 天津理工大學機械工程學院 天津市復雜系統(tǒng)控制理論及應用重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(31000422,10872147,11172208)
【分類號】：R318.01

【參考文獻】

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【二級參考文獻】

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本文編號：2384294