摘要：钛合金比强度高、耐腐蚀、生物相容性好,在航空航天、海洋工程等领域获得标志性应用。但是,由于钛合金提炼和加工成本高,限制其使用范围。通过数值仿真技术优化加工过程,缩短零件的试制周期,提高零件的材料利用率,对发展精密成形技术具有重要意义。本文对TC4钛合金Y型回转体模锻件的锻造成形进行了有限元模拟,得到成形过程中金属的充填流动规律,以及坯料上温度场、应力场和应变场的分布规律。根据模拟结果对模具设计和成形方式进行了优化,采用两步模锻的方案成功制备出该模锻件,且有限元模拟结果与实际模锻结果基本相符,对钛合金Y型回转体模锻件的成形具有指导作用。

摘要：目的提出一种用于修复上颌骨大面积骨缺损的3D打印植入体设计、优化、制造的个性化方案。方法基于患者CBCT和口腔扫描数据信息,首先进行植入体优化设计;采用有限元分析方法对植入体的结构迭代优化与材料选择。模拟植入体在口腔内的受力情况,得到植入体所受应力大小、传导方向与分布,据此对植入体结构进行优化。比较同种构型植入体在钛合金、钽金属、聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)3种不同材料下的最大等效应力、颌骨最大等效应力和钛钉总位移,确定植入体的打印材料。采用3D打印技术打印植入体,临床进行面部重塑和咬合重建。结果经过结构迭代优化得出植入体的最佳构型,并确定选择钛合金材料。将3D打印植入体应用于临床,完成了咬合重建。结论本研究描述的个性化方案具备临床可行性,适用于不同分类的上颌骨缺损病例。设计出的植入体尺寸精确、力学性能良好,不仅能恢复患者的颌面部外形,还满足了临床对颌骨缺损修复后咬合重建的需求。

摘要：表面张力对于材料而言是一种关键性的性质,该性能在液态金属和合金的成分设计领域有着十分重要的地位,其对铸造以及键合丝键合时金属凝固过程中表面是否开裂、焊接后焊接处的微观形貌有着决定性的影响。使用Butler模型和Toop模型分别计算金银铜及其对应二元合金在熔融状态下的表面张力并与实验值进行对比,从而为金银键合丝的成分设计起到一定的指导作用。结果表明:采用Butler模型和Toop模型计算出二元以及三元合金的表面张力与实验值相差较小。在1381K下,Ag-Au-Cu三元合金表面张力随Au和Cu含量变化介于0.89392~1.32471 N/m之间,表面张力随Ag或者Cu含量增加呈现单调减小或单调增大的趋势。