【摘 要】
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人体骨骼为层级结构，由密度、强度较高的密质骨和密度较低、内含血管的松质骨组成。因此，人体植入物的结构和力学性能要与人体骨骼特征相匹配。基于人体自然骨的受力情况，采用激光粉末床熔融（LPBF）技术成形了由拓扑优化方法设计的钛合金多孔结构，然后通过压缩实验和数值模拟的方法对多孔结构的力学性能和变形失效模式进行了分析，发现数值模拟与实验结果具有较高的一致性。最后，通过与人体自然骨的力学性能对比，并结合多孔结构的失效模式获得了可适用于人体植入物的多孔材料。
【机 构】
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北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院，北京100124北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心，北京100124
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人体骨骼为层级结构，由密度、强度较高的密质骨和密度较低、内含血管的松质骨组成。因此，人体植入物的结构和力学性能要与人体骨骼特征相匹配。基于人体自然骨的受力情况，采用激光粉末床熔融（LPBF）技术成形了由拓扑优化方法设计的钛合金多孔结构，然后通过压缩实验和数值模拟的方法对多孔结构的力学性能和变形失效模式进行了分析，发现数值模拟与实验结果具有较高的一致性。最后，通过与人体自然骨的力学性能对比，并结合多孔结构的失效模式获得了可适用于人体植入物的多孔材料。
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