非围限压缩载荷作用下关节软骨的力学行为研究

摘要

本文采用非接触式数字相关技术对关节软骨在非围限压缩载荷作用下的力学行为进行了实验研究，考察了恒定应变值下软骨不同层区的应力松弛行为和率相关的压缩性能。结果表明：随着恒定应变值(11.35％、19.35％和30％)的增加，软骨的初始应力和任一时刻的松弛应力都增加；软骨表层内的应变值沿着软骨厚度方向快速减小，中间层内的应变先缓慢减小，然后保持恒定，深层内的应变沿厚度方向略有增加。最后，通过单轴非围限压缩实验获得了软骨率相关的非线性应力-应变曲线，并且发现，随着应变率的增加，软骨的杨氏模量和压缩应力值都增加。本研究可以为临床软骨疾病治疗和软骨缺损修复等方面提供依据。