摘要：準(zhǔn)確的骨骼材料響應(yīng)對于模擬交通事故、戰(zhàn)爭和跌落中的人體損傷機制作用重大,但上述工況所對應(yīng)的皮質(zhì)骨動態(tài)力學(xué)響應(yīng)還沒有在常應(yīng)變率條件下被規(guī)范測量。為在動態(tài)壓縮試驗中實現(xiàn)和維持不同的恒定應(yīng)變率,建立針對皮質(zhì)骨的重復(fù)性良好的霍普金森桿動態(tài)材料測試方法,并測試大應(yīng)變率范圍內(nèi)的骨骼材料力學(xué)參數(shù)。首先測試純鋁整形器尺寸和子彈撞擊入射桿速度對入射脈沖形狀的改變效果,并在此基礎(chǔ)上不斷改變?nèi)肷涿}沖形狀直至滿足常應(yīng)變率條件,隨后對32個加工規(guī)則的豬股骨中軸皮質(zhì)骨試樣按照應(yīng)變率范圍進行分組測量。當(dāng)入射波平臺部分斜率與透射波上升沿斜率相等時,試樣以常應(yīng)變率變形,此時常應(yīng)變率產(chǎn)生的變形超過總應(yīng)變量的70%。豬股骨皮質(zhì)骨在200~1500 s 1應(yīng)變率間極限應(yīng)力和極限應(yīng)變增大(分別為10.2%與25.0%),彈性模量減小(7%)。結(jié)果表明,相對于桿材料更軟的塑性金屬作為整形器能使骨骼在需要的應(yīng)變率范圍內(nèi)保持應(yīng)變率恒定,且重復(fù)性良好,適宜進一步用于人骨測試。
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