Mietin, miten lähestyä hiilikuitupohjaisten luun korvaamisten ongelmaa. Mitkä haavat ovat reisiluun kannalta, hiilikuidulla olisi vääntö-, puristus-, kulumis- jne. Tyyppejä, joita kokee biologinen reisiluun?
Olisi hienoa, jos sattuisit harkitsemaan menetelmiä mahdollisten haittojen torjumiseksi. Kysymys olettaa, että tuotanto ei ole ongelma, mutta muotoilu on.
Joten anna ”s Tarkastele tosiasioita. Kehosi luut on valmistettu materiaalista, jonka vetolujuus on 150MPa, murtumislujuus on 2% ja murtolujuus 4MPa (m) ½. Rakennemateriaalille, joka ei ole hyvä. Voimme valmistaa seosterästä, joka on kymmenen kertaa parempi kaikilla näillä ominaisuuksilla. Mutta tietysti on joitain muita tekijöitä, jotka meidän on otettava huomioon pätevän vertailun tekemiseksi. Luu on vähemmän tiheää kuin metallit, ja tämä on tärkeää, koska luiden paino vaikuttaa voimakkaasti liikkumiseen tarvittavaan energiaan. Kvantitatiivisen analyysin tekemiseksi on otettava huomioon rakenteen geometria ja kuormitus. Suurimmat luut ovat muodoltaan enimmäkseen putkimaisia, puristettuja ja taipuneita. Joten järkevä vertailu on kuvitella eri materiaaleista valmistettuja putkia, joilla kaikilla on sama pituus ja halkaisija, ja niiden paksuudet on säädetty antamaan niille kaikille sama paino. Joidenkin tyypillisten mittojen ja materiaaliominaisuuksien perusteella havaitsemme, että esimerkiksi titaaniseoksesta valmistetun luun jännitykset olisivat noin 1,3 kertaa suuremmat kuin vastaavasta luusta tehdyssä luussa. Mutta titaaniseos on viisi kertaa vahvempi, joten ilmeisesti sen turvallisuustekijä on paljon suurempi.
Kommentit
- Hei Garet, haluan aliarvioida, koska ei ole erityistä fysiikan kysymystä, tai ironista kyllä, jotkut saattavat väittää, että heitä on aivan liian paljon tälle Q: lle ja A: lle. Anteeksi
- np, Voisitteko ehkä ehdottaa mahdollisuutta vähentää kysymysten määrää? Yritin tehdä niin kaventamalla asioita muotoon ja käyttöalueeseen, jonka reisiluu kokee. enimmäkseen vääntö ja puristus – esimerkiksi biomin kemiallisia vaikutuksia ei odotettu.
Vastaa
Yksinkertainen kysymys niin monenlaisten kysymysten käsittelemiseksi.
Oletetaan, että käytettäisiin bioyhteensopivia / joustavia hartsijärjestelmiä. Koska CFRP-vahvuus on enemmän kuin luun luontainen rasitus puristuksessa / taivutuksessa, se olisi toiminnassaan parempi, jos sitä tarkastellaan erikseen.
Että mainittu lepo on vaikea tyydyttää..1) kuidun suunta on tärkeä, jos Luonto-toiminto kehittyi niin monen tuhannen vuoden evoluution jälkeen, jos ”käänteistä suunnittelua” yritetään keinotekoisesti. 2) Paikallisen jäykkyyden vaihtelun tulisi olla tiedossa olevan päällekkäinen kuidun sijoittelussa.
Luun kaavio rakenne & -suunta näyttää (ontto voileipä) luuaineen. Luun säikeet kulkevat pitkin $ \ pm 45 ^ 0 $ reisiluun varren keskellä sekä yllä olevalla kaulan alueella. Voima tulee normaaliksi kumpaankin päähän trabekulaarisen ja kondyylialueen kohdalla. Liitäntävoiman tulee olla normaalia välitetyn voiman suhteen, jotta se ei aiheuta halkeamia / delaminaatiota heikkoudella. kerrosten väliset jännitykset ja reunajännitysvaikutukset laminoidussa rakenteessa.
Kuinka ammattilaiset tekisivät teettinen elementti tehdään? .. se on tärkeämpi kysymys. Paholainen on yksityiskohdissa .. tai niin katsotaan suunnittelua komposiiteilla. Yli- / suunnittelua ei sallita. Materiaalin ei tulisi olla siellä, missä sitä ei vaadita ilman toiminnallisia vaatimuksia. Materiaali tulee sijoittaa oikeaan määrään ja oikeaan suuntaan.
Yhtenä mahdollisuutena hiilikangas, jossa on enemmän kerroksia raajoissa, tulisi rullata ja laittaa metallimuottiin onteloon ja kovettaa kuumalla hartsilla. Suunnittelu / FEM-analyysi on tarpeen, kun otetaan huomioon lääketieteellisesti hyvin tunnetut FMECA. Kuormitukset ja niiden yhdistelmä pallon / hylsyn / lantion niskassa tulisi tuntea. Polvisuojuksessa vaadittava vääntölujuus saattaa tarvita silikonirikkaita taskuja iskunvaimennukseen kahden nivelten läheisyydessä.
Hiili / grafiittikuitukomposiitilla varustetut haittapuolet riippuvat jäykkyysasteen mukaisuudesta moniaksiaalisessa jännitysjakaumassa. / p>
Keramiikan kolmiulotteinen tulostus tarjoaa paremman rasituksen johtamisreitin kuin käyttämällä ruiskuvalu- tai kangasmuovaus hiiltä / grafiittia jäykkyyden joustavuuden ja jyväsuunnan hallintaan.
Kommentit
- kiitos yksityiskohtaisesta vastauksesta! jätän kysymykset pariksi päiväksi hyväksi, merkitty oikein. viitteenä, olen ' kiehtonut, että tarjoit alun valmistusmenetelmälle – kiitos.' Huomaan, että jos mainitset moniaksiaalisen stressin, jotkut artikkelit ehdottavat sellaisten suonien käyttöönottoa, joissa on paljon epäpuhtauksia ja pieni raekoko. Ehkä kastetaan jotkut liinat jonkinlaiseen ylimääräiseen ratkaisuun.
- [Chunni] [2] Ihmettelin, että kangasyhdistelmä moninkertaistuu kierrettyinä. : google.co.in/… :