人造骨杨氏弹性模量的测量与材料物理稳定性的研究(3)

人造骨杨氏弹性模量的测量与材料物理稳定性的研究

第5期

刘 盈,等:人造骨杨氏弹性模量的测量与材料物理稳定性的研究

U

=662.65V/m, z

3150.03.409187

4200.03.500248

41

标,线性回归可求得灵敏度为K=

相关系数为r=0.9997,线性良好。

表2 人造骨的测量数据

1

砝码质量/g

z/mmU/mV

50.03.22060

2100.03.309125

5250.03.601313

6300.03.707376

7350.03.788438

8400.03.882500

9450.03.971564

4.5 人造骨在温度变化时杨氏模量的改变

在图4、图5和表5、表6对以上两种材料进行对比后发现,人造骨的杨氏模量与温度无关,而有机玻璃

则随温度升高弹性模量明显减小。

图2 霍尔位置传感器静态特性曲线

4.3 人造骨及其他常见材料在通常环境下的杨氏弹

性模量

表3 各种材料在通常环境下的杨氏弹性模量(气温26.0!C)

材料人造骨铸铁片有机玻璃板(厚)有机玻璃板(薄)

实验值E/GPa标准值E0/GPa

3.65185.711.712.3

3.70181.5

百分差/%

1.32.3

图4

人造骨杨氏模量随温度变化曲线

实验结果误差均在允许范围内。

4.4 人造骨在常温下湿度变化时杨氏模量的改变

由于用弯曲法测量杨氏弹性模量试验装置测量误差一般为3%,由图3和表4可见,与标准值的百分差大部分在3%以内,可以认为人造骨材料的杨氏模量与湿度无关。

表4 人造骨在不同湿度下的杨氏模量(气温25.0!C)

湿度/%

杨氏模量E/GPa

49

杨氏模量E/GPa与干燥试样相比百分差/%

3.591.6

553.542.7

603.711.6

703.543.0

803.543.0

903.670.5

1003.773.

2

与20.0!C测量值相比百分差/%

55.03.793.8

50.03.601.4

45.03.543.0

图5 有机玻璃杨氏模量随温度变化曲线表5 人造骨在不同温度下的杨氏模量

t/!C

40.03.562.4

30.03.533.3

25.03.743.2

表6 有机玻璃在不同温度下的杨氏模量

t/!C

55.0

杨氏模量E/GPa与20.0!C测量值相比百分差/%

0.5849.6

50.00.6940.2

45.00.8129.8

40.01.078.1

30.01.181.5

25.01.170.8

4.6 测量人造骨在生理盐水环境中浸泡不同时间下

杨氏模量的改变

从以上图6和表7可以看出,人造骨的杨氏模量

图3 不同湿度条件下杨氏模量变化曲线

在7天浸泡时间内基本没有变化,可以认为,人造骨的

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