降温速率和低温保护剂浓度对主动脉血管在冻结相变温区热应力的影响

摘要：

根据实测物性参数,利用ANSYS计算软件,研究了降温速率以及低温保护剂浓度对冻结相变温区兔主动脉血管热应力分布的影响,并进一步考察了血管有微裂纹存在时的应力集中现象.研究结果表明,血管壁外表面所受的应力值最大,内表面次之,中心处的应力值略小于内表面的应力绝对值,这说明血管外表面是最先出现裂纹的.降温速率越大,血管内部最大温差也越大,引起血管内部热应力增大.在没有添加二甲基亚砜(DMSO)的情况下,最大热应力值出现在热膨胀系数突变点(-32～-35℃温区),热膨胀系数和弹性模量是影响热应力分布的最主要因素;而一旦添加较高浓度DMSO后(如10%v/v),血管冻结过程产生的热应力显著减小,血管冻结过程产生的最大应力值出现在最大温差所对应的温度(如-4℃)附近,这种情况下,温差是影响热应力分布的最主要因素.血管存在微裂纹时,应力集中始终出现在裂尖点,且裂纹越小,其应力值越大,这是受血管材料断裂韧性因子KIC制约的,这个结果也表明,血管中存在微小裂纹,对于血管低温保存时的裂纹成核与扩展是非常危险的,尤其降温速率越大时,这种潜在的危险也就越大.

关键词：兔主动脉、冻结相变、热应力、微裂纹

所属期刊栏目：30

分类号：R318(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金50906056;上海市科委启明星计划08QA1405200;上海市教委创新项目11YZ111

在线出版日期：2011-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：67-74