骨组织准静态和动态压缩试验与本构模型研究

作     者：蔡志华 周培月 汪剑辉 张磊 CAI Zhihua;ZHOU Peiyue;WANG Jianhui;ZHANG Lei

作者机构：湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023 

出 版 物：《实验力学》 (Journal of Experimental Mechanics)

年 卷 期：2021年第36卷第3期

页      面：389-396页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：牛股骨 力学性能 SHPB 本构模型 

摘      要：为了研究骨组织在不同应变率下的力学性能并建立本构模型,使用万能试验机与分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)对牛股骨开展了准静态和动态压缩试验,获得了不同应变率下的应力-应变曲线,并采用损伤型ZWT非线性黏弹性本构模型对试验数据进行拟合,从而确定骨组织本构模型参数。试验结果表明,牛股骨应力-应变曲线呈非线性特征和应变率效应,动态加载的弹性模量、极限强度远大于准静态加载,破坏应变随应变率增加而有所下降,呈现冲击脆化特征。对骨的损伤型ZWT本构模型进行参数拟合,发现该模型拟合曲线与试验曲线相比较具有较好的一致性,反求获得的相关材料参数与本构模型可用于高速冲击有限元仿真中的硬骨材料与带损伤的骨折模型。