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压入实验考虑曲率时弹性模量的确定方法
  • ISSN号:1002-3208
  • 期刊名称:北京生物医学工程
  • 时间:2012
  • 页码:441-444
  • 分类:R318.01[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学] O343.3[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]首都医科大学生物医学工程学院,北京100069
  • 相关基金:北京市教育委员会科技计划面上项目(KM201110025009,KM201010025007)、北京市属市管高校人才强教计划资助项目(PHR201008398)、国家自然科学基金青年项目(11102123)资助
  • 相关项目:基于微纳米压痕技术的巩膜力学特性实验研究
中文摘要:

目的针对平压头压入曲面材料的问题,提出了考虑曲面曲率时弹性模量的确定方法。方法首先利用有限元方法研究曲率对压入响应的影响,然后利用量纲分析与有限元方法,给出压入载荷的无量纲表达式,并提出考虑被压材料为曲面时弹性模量的确定方法,最后用数值算例验证方法的有效性。结果数值算例结果显示,本方法研究曲面材料的识别弹性模量的相对误差均小于4%,且精度较高。结论对于角膜、巩膜等生物软组织材料,用压入法确定材料力学特性时,材料表面曲率的影响不可忽略。

英文摘要:

Objective For the problem of the indented solid with curved surface using fiat punch indentation, a method is proposed to identify the elastic modulus of materials. Methods Firstly, the effect of curvature on the indentation response is studied with the finite element method. Then, according to the dimensional analysis and finite element method, a dimensionless function expression of indention force can be obtained and the elastic modulus can be determined. Finally, the performance of the method is verified by the numerical experiments. Results The results of the numerical examples show that the maximum relative error of the identified elastic modulus of the indented solid with curved surface is 4% , which shows that the identified results are acceptable. Conclusions While the mechanical properties are determined by the indentation test, the effect of the curvature should not be ignored for certain soft tissues, such as cornea and sclera.

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期刊信息
  • 《北京生物医学工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:北京市卫生和计划生育委员会
  • 主办单位:北京市生物医学工程学会 北京市心肺血管疾病研究所
  • 主编:孙衍庆
  • 地址:北京安定门外安贞医院北京生物医学工程编辑部
  • 邮编:100029
  • 邮箱:LLBL910219@126.com
  • 电话:010-64456508
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-3208
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2261/R
  • 邮发代号:82-885
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:5449