磁致伸縮傳感器理論與應(yīng)用

目錄
前言
第1章 磁致伸縮材料及應(yīng)用 1
1.1 磁致伸縮效應(yīng)及機(jī)理 1
1.1.1 磁致伸縮效應(yīng) 1
1.1.2 磁致伸縮機(jī)理 3
1.2 磁致伸縮理論基礎(chǔ) 8
1.2.1 磁致伸縮的唯象理論 8
1.2.2 磁致伸縮的量子理論 10
1.3 磁致伸縮材料 11
1.3.1 磁致伸縮材料的起源 11
1.3.2 超磁致伸縮材料的發(fā)展 13
1.3.3 磁致伸縮材料的分類 14
1.3.4 超磁致伸縮材料的應(yīng)用特性 15
1.4 磁致伸縮材料的應(yīng)用 18
1.5 本章小結(jié) 27
參考文獻(xiàn) 27
第2章 磁致伸縮骨性能檢測(cè)傳感器 30
2.1 磁致伸縮人工骨應(yīng)力檢測(cè)傳感器研究意義 30
2.2 人工骨應(yīng)力檢測(cè)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31
2.3 面向人工骨應(yīng)力檢測(cè)的磁致伸縮傳感器 32
2.3.1 無線無源磁致伸縮人工骨力檢測(cè)工作原理 33
2.3.2 人工骨力檢測(cè)性能實(shí)驗(yàn)研究 36
2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及討論 41
2.4 人工骨動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)與實(shí)驗(yàn) 43
2.4.1 人工骨動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)原理 43
2.4.2 人工骨動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)方案 43
2.4.3 人工骨動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建 44
2.4.4 人工骨動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 46
2.5 本章小結(jié) 50
參考文獻(xiàn) 50
第3章 無線無源骨板應(yīng)力檢測(cè)傳感器 52
3.1 骨板應(yīng)力檢測(cè)傳感器的研究意義 52
3.2 脛骨-骨板-螺釘建模及有限元分析 53
3.2.1 脛骨-骨板-螺釘模型建立 54
3.2.2 骨板有限元模型 54
3.3 骨板應(yīng)力檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建 55
3.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 55
3.3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建及力加載平臺(tái) 56
3.4 實(shí)驗(yàn)研究及結(jié)果分析 57
3.4.1 有限元模型分析結(jié)果 57
3.4.2 TBS原型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 59
3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論 61
3.5 本章小結(jié) 61
參考文獻(xiàn) 62
第4章 磁致伸縮傳感器檢測(cè)生物人工骨降解狀態(tài) 64
4.1 生物降解量檢測(cè)的應(yīng)用意義 64
4.2 現(xiàn)有降解量的檢測(cè)方法 64
4.2.1 鎂合金生物制品降解量檢測(cè)方法分析 65
4.2.2 聚乳酸生物制品降解量檢測(cè)方法分析 66
4.3 基于磁致伸縮傳感器的鎂基-人工骨降解狀態(tài)檢測(cè) 66
4.3.1 磁致伸縮傳感器工作原理 67
4.3.2 鎂基-人工骨設(shè)計(jì)與制備 68
4.3.3 MBS用于鎂基-人工骨降解量的檢測(cè) 68
4.3.4 鎂基-人工骨降解量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究 70
4.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及討論 72
4.4 基于磁致伸縮傳感器的聚乳酸人工骨降解狀態(tài)檢測(cè) 75
4.4.1 植入 MBS的 PAB制備 75
4.4.2 磁致伸縮傳感器的理論分析 76
4.4.3 PAB降解速率計(jì)算方法 77
4.4.4 應(yīng)用 MBS檢測(cè) PAB的降解狀態(tài) 78
4.4.5 MBS檢測(cè) PAB的降解狀態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 78
4.4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論 82
4.5 本章小結(jié) 85
參考文獻(xiàn) 85
第5章 基于磁致伸縮效應(yīng)的二維無線無源力傳感器 90
5.1 二維無線無源力傳感器材料選用及工作原理 90
5.1.1 二維無線無源力傳感器磁致伸縮材料的選用 90
5.1.2 二維無線無源力傳感器材料選用 91
5.2 傳感器彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化及加工制作 92
5.2.1 傳感器彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 92
5.2.2 傳感器彈性體結(jié)構(gòu)優(yōu)化 99
5.2.3 二維無線無源力傳感器制作 106
5.3 傳感器信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳感器測(cè)試 111
5.3.1 檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 111
5.3.2 激勵(lì)模塊設(shè)計(jì) 111
5.3.3 檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 113
5.3.4 傳感器信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)搭建 115
5.3.5 二維無線無源力傳感器測(cè)試 116
5.4 二維無線無源力傳感器靜態(tài)解耦研究 117
5.4.1 二維無線無源力傳感器解耦分析與評(píng)價(jià)指標(biāo) 117
5.4.2 基于線性的二維無線無源力傳感器靜態(tài)解耦 118
5.4.3 基于非線性的二維無線無源力傳感器靜態(tài)解耦 122
5.4.4 靜態(tài)解耦方法對(duì)比分析 130
5.5 二維無線無源力傳感器實(shí)驗(yàn)研究 130
5.5.1 傳感器標(biāo)定平臺(tái)與標(biāo)定方法 130
5.5.2 二維無線無源力傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 135
5.5.3 二維復(fù)合力加載實(shí)驗(yàn) 138
5.5.4 傳感器回滯實(shí)驗(yàn) 138
5.6 本章小結(jié) 140
參考文獻(xiàn) 140
第6章 磁致伸縮人工骨能量回收 141
6.1 能量回收國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 141
6.1.1 國外研究現(xiàn)狀 141
6.1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 142
6.2 材料及方法 143
6.2.1 能量回收材料 143
6.2.2 人工骨能量回收裝置的結(jié)構(gòu) 143
6.2.3 能量回收操作機(jī)理 144
6.2.4 能量回收特性理論分析 145
6.2.5 人工骨實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭苽?146
6.3 人工骨能量回收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 147
6.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建 147
6.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 148
6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及討論 154
6.5 本章小結(jié) 158
參考文獻(xiàn) 158