14、各向异性薄金属板液压成型与磷酸三钙生物陶瓷性能研究

各向异性薄金属板液压成型与磷酸三钙生物陶瓷性能研究

在材料科学与工程领域，各向异性薄金属板的液压成型工艺以及磷酸三钙生物陶瓷的性能优化一直是研究的热点。前者对于金属材料的加工和应用具有重要意义，而后者则在生物医学领域有着广泛的应用前景。

各向异性薄金属板液压成型实验

为了确保实验结果的准确性，每项测试都重复进行了三次。若两次测试的差异不超过 10%，则采用测试结果的算术平均值。使用有限元计算软件 ABAQUS 进行模拟。为了便于表征，样品的网格图案设计为不同区域具有不同的网格密度。高应力区域采用高网格密度，其他区域则采用较低的网格密度，以缩短模拟时间。

具体来说，边缘应力集中较低的区域采用稀疏的网格图案，而样品中心承受较高应力集中的区域则采用明显密集的网格图案。同样，不同的线性砖块积分单元用于表征应力区域：高应力集中区域（a）使用八节点砖块单元（C3D8R 类型），而低应力区域（b）使用六节点楔形单元（C3D6 类型）。

在单轴拉伸试验的 0°/RD 区域，样品变形的数值模拟结果显示了缩颈的局部化，这与实验结果相似。这意味着从实验测试中推导出的材料行为模型参数的准确性在一定百分比范围内。将实验结果中的载荷和位移转换为应力和应变，并将加工硬化参数引入有限元计算代码中，能够成功地接近实验结果。

不同温度下 0°/RD 拉伸载荷测试结果的曲线表明，温度升高会导致拉伸载荷水平降低，进而增加能量变形和伸长率。在伸长量为 20mm 时，温度从 150°C 升高到 200°C，载荷增加了 44%。各向异性随温度升高而降低。

在自由膨胀过程的数值模拟中，发现圆形样品和带有椭圆形基体的圆形样品的变形金属板的断裂都集中在极点。使用不同形状的