Modélisation multi-échelle de structures poreuses superélastiques
超弹性多孔结构的多级建模
基本信息
- 批准号:RGPIN-2014-05178
- 负责人:
- 金额:$ 1.97万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2015
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2015-01-01 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Les implants métalliques utilisés pour remplacer les os endommagés et les articulations usées engendrent un phénomène indésirable appelé « écran anti-contrainte ». Il est causé par la différence significative entre la rigidité élevée des matériaux métalliques conventionnels et celle des tissus osseux, ce qui se traduit par une perte de l’union implant-os. Une solution possible réside dans l’utilisation de matériaux poreux superélastiques dont le comportement mécanique est très similaire à celui des os. La conception de telles structures biomimétiques est complexifiée par la nature poreuse, non-linéaire et hystérétique du matériau. Le matériau retenu est un alliage de titane superélastique qui ne contient aucun nickel. Le caractère poreux du matériau augmentera du même coup la qualité de l’adhésion entre l’os et l’implant puisque les tissus osseux auront davantage de sites pour migrer dans l’implant.
L’objectif général du programme de recherche est de développer des outils de calcul numérique permettant de simuler efficacement la réponse à l’échelle macroscopique de structures poreuses superélastiques. Le projet prévoit également d’importants efforts de caractérisation expérimentale afin de valider les modèles numériques.
Des structures dont la porosité est aléatoire ou architecturée seront étudiées. Elles sont intimement liées aux capacités de fabrication disponibles au sein de notre laboratoire de recherche. Les structures poreuses aléatoires seront fabriquées par frittage des poudres selon la méthode « space holder », tandis que les structures architecturées le seront par frittage sélectif au laser. Ce dernier procédé permet de construire par fabrication additive (couche par couche) des structures architecturées.
Pour atteindre l’objectif général, plusieurs étapes devront être franchies dont les principales sont les suivantes. Dans un premier temps, des méthodes de génération de modèles de matériaux poreux seront développées afin de simuler des géométries représentatives de la réalité. Par la suite, le comportement mécanique de ces modèles seront simulés par éléments finis afin d’obtenir des relations de mise à l’échelle permettant de remplacer le comportement d’un volume représentatif de matériau poreux à l’échelle mésoscopique par celui d’un volume de matériau dense ayant des propriétés fictives équivalentes à l’échelle macroscopique. Enfin, les travaux se concentreront sur les aspects de dégradation lorsque les efforts excède localement les limites élastiques du matériau ou même lors que la limite ultime est atteinte, ce qui résulte en une défaillance du matériau.
À la fin de ce projet, une expertise aura été développée dans la modélisation d’implants biomimétiques ainsi que dans la fabrication de matériaux poreux à gradient de porosité afin d’ajuster localement les propriétés de l’implant. Ces capacités ouvrent la porte à l’orthopédie personnalisée où le médecin pourrait définir les spécifications d’un implant en fonction des spécificités d’un patient et l’ingénieur fabriquerait ensuite sur mesure l’implant en question. Enfin, la démarche développée dans ce projet est générique car tous les domaines en quête de pièces structurales légères (les transports et plus particulièrement l’aéronautique) pourraient profiter de la méthodologie de conception proposée ici.
S为S等人植入了一种新型的抗感染药物--抗感染药物。传统的骨质疏松症和L的植入物的结合是有意义的。一个可能的解决方案是L的使用,而不是像S一样的着装风格。La Concept de Telles Structures Biométique est Complex ifiée Par la Natural Poreuse,Non-Linéaire et Hystérétique du Matériau.Le matériau retenu En un alage de Tiane Superélastique Qui ne Containant ucun镍。L的假体植入了L和L的假体。L的假体植入的部位是骨质疏松症。
L的目标是制定一项新的发展规划,以提高L的宏观经济政策的有效性。《行动计划》是一项重要的工作,也是最重要的工作。
这些结构并不是建筑的最后一层建筑。S的工作能力并不是很大,也不是什么都可以做的。Les Structures Popreuse aléatoire Seront Fabriquées Par Fritage des Poudres selon la Méthode(空间保持器?),Tandis que Les Structures Structureées le Seront Par Fritty Les Seront Par Frittif Au激光。Ce dernier Procédépermet de Construcire Par制造添加剂(Couche Par Couche)DES结构体系。
L的目标是经营特许经营权而不是委托人。Dans un Premier Temps,des méthodes de généation de modèles de matériaux poreux seront déDevelopment pées afin de Simuler des géométry reprrésenative de la réalité.L和L的关系都是由L和L的宏观经济合作伙伴关系完成的。从各个方面来说,劳斯奎尔的努力都是有限的,有限的时间是最重要的。
《联合国专门知识》项目、《联合国专门知识》、《生物医学与技术》、《生物医学与技术》、《S和L的植入体》。S为L的整形外科手术人员提供了一份《S患者和L的外科手术方案》,并对L的工作提出了质疑。在运输和运输行业,以及专业人士L的参与下,这辆汽车的经营领域变得更加富有。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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