位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
低温沉积成形与电纺丝成形多尺度组织工程支架的多物理场耦合分析和试验研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2012.8.8
  • 页码:137-143
  • 分类:TH162[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]上海大学快速制造工程中心,上海200444, [2]上海大学上海市机械自动化及机器人重点实验室,上海200444
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51075253,51105239)
  • 相关项目:真空环境下电纺丝和RP工艺耦合的再生骨支架成形机理及数值分析与试验研究
中文摘要:

为了弥补快速成形技术(Rapid prototyping,RP)只能成形带有直通孔的组织工程支架,提出采用低温沉积成形(Low-temperature deposition manufacturing,LDM)和电纺丝合成形具有多尺度孔隙结构的支架。为模拟成形的过程,将水平集合法(Level set method,LSM)应用于液固相变过程中追踪自由边界的研究,结合传热理论和不可压缩Navier-Stokes(N-S)方程的基础,引入凝固干扰项描述凝固对流动变形的影响,建立LDM材料凝固和变形的数学模型,模拟液体材料的凝固和同时产生变形这一多物理场耦合问题,并使用空间静电场本构方程分析"针对板"式电场结构的电场分布,通过高速CCD记录LDM的变形和凝固过程及电纺丝的鞭动过程,数值模拟结果与试验结果较为吻合,为确定成形环境温度、成形速度、电纺丝接收面积和接收距离等工艺参数提供了理论指导,试验结果证明所采用的理论方法有效、可靠。

英文摘要:

For enhancing the pore curvature of tissue engineering scaffold made by rapid prototyping (RP), low-temperature deposition manufacturing (LDM) and electrospinning are composited to manufacture multi-scale one. For simulating the forming process, the algorithm of level set method (LSM) is applied in the research of the tracking of free boundary for liquid-solid phase transition process. Based on both heat-transfer theory and incompressible liquid Navier-Stokes (N-S) equation, the mathematical model of materials solidification and deformation for LDMis built. The concept of flow disturbance is introduced for describing that solidification has an effect on flow deformation. The problem of multiphasics coupling is simulated. Moreover, the constitutive equation of electrostatic field is used to simulate the field strength for "tip to board" construct. The experiments of LDM and electrospirming are recorded by high speed CCD. The calculation results are in good agreement with the experimental results, and offer the theoretical direction of environment temperature, forming speed, the diameter of accepting board, the distance of electrospinning, etc. Experimental results show that these theory methods are effective and reliable.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603