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公开(公告)号：CN117653791A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311596364.6
申请日：2023-11-27
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多晶掺杂力学性能强化的骨植入物微观结构，包括软相晶胞结构、硬相晶胞结构软硬相掺杂结构；软相内核与硬相外壳的结合，在软相内核结构外侧，硬相外壳结构的每个晶胞与软相内核结构的晶胞对应外接正立方体的截面完全重合，面面结合，构建出一个由硬相外壳完全包裹住软相内核的软硬相掺杂结构。弹性模量可有效提升1.5‑1.75倍，且保持应力‑应变曲线形状基本相同；在高孔隙率下8.3％硬相强化的应力‑应变曲线接近标准菱形十二面体，除弹性模量提高外曲线与标准菱形十二面体相似。50％硬相强化的优点在于复合结构模型综合力学性能较好，8.3％硬相强化在保持应力‑应变曲线与对照组基本相同的情况下，节省材料约13％，50％硬相强化节省材料约25％。
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公开(公告)号：CN116728380A
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202310737592.4
申请日：2023-06-20
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种具有高效梯度连接结构的生物混合驱动器及工作方法，驱动器由骨骼肌肉组织、梯度连接结构以及机械骨架组成，所述骨骼肌肉组织与梯度连接结构通过成肌细胞的增殖分化实现连接；所述机械骨架包括支柱和横梁；所述支柱分别设置在横梁的两侧；所述梯度连接结构包括平行纤维束，正弦纤维束和交叉纤维束；所述平行纤维束位于梯度连接结构的中间部位，正弦纤维束布置在平行纤维束的两侧，所述交叉纤维束布置在正弦纤维束的一侧，且与支柱连接，解决了对生物混合机器人驱动性能有限的问题，其高效连接结构能够储存并释放能量，从而保障生命体和机械体之间的高效力学传递，提高生物混合机器人系统的运动性能。
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公开(公告)号：CN118013601A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410154684.4
申请日：2024-02-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G06F30/10 , G06F30/20 , G06T17/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种微观结构性能优化与轻量化的多孔骨植入物及方法和应用，属于骨植入物技术领域。本发明公开的方法首先对多孔植入物的单胞结构应力云图进行分析，得到单胞结构的受载薄弱部位；对单胞结构的受载薄弱部位进行变圆角优化，得到一次优化后的多孔结构应力云图；对一次优化后的多孔结构应力云图进行分析，得到多孔结构的受载薄弱部位，对多孔结构的受载薄弱部位进行晶胞与晶胞结合界面圆角过渡优化，得到二次优化后的多孔结构；对二次优化后的多孔结构应力云图进行分析，得到受载薄弱部位，对受载薄弱部位进行软硬相晶胞掺杂优化，得到微观结构性能优化与轻量化的多孔骨植入物；能够将孔隙率由80％提高至85％，可实现结构减重24.7％。
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公开(公告)号：CN117100461A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311075917.3
申请日：2023-08-24
Applicant: 西安交通大学
IPC: A61F2/30 , G06F30/23 , A61F2/28 , G06F113/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种兼具力学性能与渗透性能的多孔结构骨植入物及其多孔结构设计方法和应用，属于骨植入物技术领域，先对骨植入物的单胞结构应力云图进行分析，再依次进行中面圆角优化，顶面圆角优化，支柱梯度优化，得到优化的单胞结构，最后通过阵列模型得到兼具力学性能和渗透性能的多孔结构骨植入物。通过改变单胞结构支柱直径、圆角优化半径和比例系数，对其应力分布和结构力学强度进行优化，实现整体结构力学性能调控。圆角优化后多孔结构的等效弹性模量提高了13.96％，成形和水平方向上的弹性模量分别提高了2.31％和2.37％，渗透性能提高了8.25％，支柱梯度优化后的渗透率提高了14.03％，均符合人体骨结构性能。
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