本研究考察了孔隙度对髋臼钢焊接件抗疲劳性的影响。进行了文献综述以确定控制含孔隙焊缝疲劳寿命的参数。开发了一个预测模型,结合这些参数来考虑疲劳的开始和扩展。使用该模型检查了四种类型的孔隙度:单孔隙度、均匀孔隙度、共线孔隙度和簇孔隙度。研究并讨论了模型对参数(板厚、应力比、残余应力、孔隙大小和孔隙类型)的敏感性。从 SL-7 负载历史数据开发了可变幅度负载历史,并用于预测实际使用寿命。这项研究的主要结论是,如果焊缝增强层保持完整,那么焊缝中的孔隙度无关紧要。如果去除增强层,孔隙度的类型和大小将控制疲劳寿命。当受到服务清单的影响时,预计焊缝在任何正常设计寿命内都不会失效。最后,结果与美国船级社的船体焊缝无损检测规则相关。从保守的角度来看,该规范是保守的。
有人提议通过重复同质单元细胞来开发超生物材料,用于骨科应用,以解决这些问题(Matassi 等人,2013 年;Van Hooreweder 等人,2017 年)。超生物材料凭借微架构设计结构的优势,展现出独特的机械和生物特性。这一特性使得突破性的患者专用承重植入物设计成为可能:(i)适合外科手术几何形状(Jun 等人,2010 年;Stoor 等人,2017 年),(ii)模仿天然骨的机械特性(Helguero 等人,2017 年;Zhang 等人,2018 年),以及(iii)为自然生物固定提供高表面(Long 等人,2012 年;Schouman 等人,2016 年)。可以合理设计孔隙形状、孔隙大小和孔隙率等单元特征,以实现承载能力(Montazerian 等人,2017 年;Torres Sanchez 等人,2018 年)。定制孔隙率可以降低刚度,以适应骨骼特性,从而增强植入物的功能(Jakus 等人,2018 年;X. Wang 等人,2016 年)。