猪股骨常应变率动态压缩试验方法研究

作者：曾煊; 蒋成约^*; 赵辉; 廖志康

来源：中国测试, 2019, 45(12): 36-42.

• 应变率
• 材料力学性能
• 皮质骨
• 脉冲整形

准确的骨骼材料响应对于模拟交通事故、战争和跌落中的人体损伤机制作用重大,但上述工况所对应的皮质骨动态力学响应还没有在常应变率条件下被规范测量。为在动态压缩试验中实现和维持不同的恒定应变率,建立针对皮质骨的重复性良好的霍普金森杆动态材料测试方法,并测试大应变率范围内的骨骼材料力学参数。首先测试纯铝整形器尺寸和子弹撞击入射杆速度对入射脉冲形状的改变效果,并在此基础上不断改变入射脉冲形状直至满足常应变率条件,随后对32个加工规则的猪股骨中轴皮质骨试样按照应变率范围进行分组测量。当入射波平台部分斜率与透射波上升沿斜率相等时,试样以常应变率变形,此时常应变率产生的变形超过总应变量的70%。猪股骨皮质骨在200～1 500 s-1应变率间极限应力和极限应变增大(分别为10.2%与25.0%),弹性模量减小(7%)。结果表明,相对于杆材料更软的塑性金属作为整形器能使骨骼在需要的应变率范围内保持应变率恒定,且重复性良好,适宜进一步用于人骨测试。

• 单位
  中国人民解放军陆军军医大学; 大坪医院; 重庆理工大学