人工心瓣热解炭断裂韧性有限元分析

摘要：

利用有限元分析软件ANSYS,对人工心瓣各向同性热解炭和热解炭包覆石墨复合材料进行紧凑拉伸以及三点弯曲实验仿真分析,计算材料的平面应变断裂韧性KIC,并将计算结果与相关实验结果进行对比,分析利用ANSYS计算KIC方法的有效性,以及涂层与基体厚度比、裂纹尖端半径对热解炭包覆石墨复合材料KIC值的影响.结果表明,纯热解炭和石墨材料的ANSYS计算KIC值分别为1.176 MPa√m以及1.415 MPa√m,与相关实验结果接近,验证了ANSYS计算KIC值的准确性；热解炭包覆石墨复合材料的计算KIC值随涂层与基体厚度比的增加而降低,涂层与基体厚度比偏低时,复合材料断裂性能均优于纯热解炭和石墨材料；热解炭包覆石墨材料存在临界裂纹尖端半径ρ0(约5μm).当裂纹尖端半径ρ＞ρ0时,KIC测量值与ρ1/22成正比；ρ＜ρ0时,KIC测量值与尖锐裂纹样品测量值一致.

关键词：热解炭、热解炭包覆石墨、ANSYS、断裂韧性

所属期刊栏目：31

分类号：R318(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金50975070;浙江省自然科学基金LY12E05002

在线出版日期：2013-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：889-894