论文总字数：29754字

摘 要

随着血管支架治疗术的发展，可降解聚合物支架成为新的研究热点。可降解血管支架尺寸微小，材料（如PLLA等）性质不确定且和加工工艺相关。为了测量课题组研制的PLLA血管支架管材的力学性能，需要对试样进行不同方向的拉伸实验。
本文在实验室研制的血管支架拉伸实验台的基础上，设计了应用于单轴拉伸、双轴拉伸、周向拉伸、管状拉伸的拉伸试样及其对应的夹具。具体内容如下：
1. 针对特殊的材料基础，本文实现了单轴、双轴、周向试样几何形状的优化设计。满足了试样在中心应变区的应变均匀性，减小了试样在非研究区域区的应力集中，从而提高了实验成功率。

2.针对不同夹具在同一平台上的适应性，采用统一的连接方式，保证了不同夹具与设备的快速拆装。
3.针对不同几何形状的试样，完成了相应的夹具设计。利用不同的夹紧方式，避免了试样在拉伸过程中松脱、受损，并保证了良好的操作性。

关键词：几何优化，快速拆装，夹具设计

Abstract

With the development of stent treatment, degradable polymer stent have become a new research hot spot. The degradable blood vessel stent has a small size, and the material (such as PLLA, etc.) has indeterminate properties and is related to the processing technology. In order to measure the mechanical properties of the PLLA vascular stent tubing developed by the research group, it is necessary to perform tensile tests in different directions on the sample.

In this paper, on the basis of the vascular stent tensile test bench developed in the laboratory, tensile specimens applied to uniaxial stretching, biaxial stretching, circumferential stretching, and tubular stretching were designed and their corresponding fixtures were designed. The details are as follows:

1. For the special material basis, this article has achieved optimized design of single-axis, biaxial, and circumferential specimen geometry. The strain homogeneity of the specimen in the central strain region is satisfied, the stress concentration of the specimen in the non-study area is reduced, and the experimental success rate is improved.

2. According to the adaptability of different fixtures on the same platform, a unified connection method is adopted to ensure quick installation and disassemble of different fixtures and equipment.

3. The corresponding fixture design is completed for different geometric shapes of the specimen.. Different clamping methods are used to avoid loosening and damage of the specimen during stretching and ensure good operational.

KEY WORDS: geometry optimization, quick disassemble, fixture design

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章 概述 1

1.1选题背景与意义 1

1.1.1心血管疾病 1

1.1.2血管支架材料 1

1.1.3试样及设备 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1血管支架材料 2

1.2.2材料拉伸测试 3

1.3问题及难点 5

1.3.1试样几何形状的优化 5

1.3.2夹具设计 5

第二章 状试的优化 7

2.1优化说明 7

2.1.1 优化过程说明 7

2.1.2 拉伸方式说明 7

2.2 单轴试样的优化 9

2.2.1试样说明 9

2.2.2普通试样（无过度） 9

2.2.3优化过程 10

2.2.4 优化结果 12

2.3双轴试样的优化 13

2.3.1 试样说明 13

2.3.2普通试样 14

2.3.3优化过程 15

2.3.4优化结果 17

2.4 周向试样的优化 18

第三章 快换结构的选择及分析 19

3.1方案的选择 19

3.1.1过渡部件 19

3.1.2 孔轴配合连接 20

3.3误差分析选定方案 21

3.3.1圆孔同轴度误差 21

3.3.2对试样轴向的拉长 21

3.3.3 同轴度误差放大分析 22

3.3.4 确定方案 23

第四章 片状试样夹具设计 25

4.1 需求分析 25

4.1.1说明 25

4.1.2夹具功能要求 25

4.2夹头方案分析及夹具确定 26

4.2.1偏心轮式夹紧 27

4.2.2 螺纹式夹紧 28

3.2.3确定方案的具体设计 29

4.3 夹紧力的计算及校核 30

第五章 周向试样夹具设计 31

5.1需求分析 31

5.1.1试样说明 31

5.1.2夹具功能要求 31

5.2夹具方案分析及确定 32

5.2.1结构分析 32

5.2.2方案初步比较 33

5.2.3最终方案的具体设计 34

5.3关键零部件的校核 36

5.3.1定位针的形变校核 36

第六章 管状试样夹具设计 38

6.1需求分析 38

6.1.1试样说明 38

6.1.2夹具功能要求 38

6.2 夹具方案分析及确定 39

6.2.1三抓卡盘式夹紧 39

6.2.2弹簧夹头式夹紧 40

6.2.3 V型块式夹紧 40

6.2.4最终方案的具体设计 41

6.3 关键部位的校核 41

第七章 总结及展望 43

7.1总结 43

7.1.1试样优化 43

7.1.2夹具设计 43

7.2 展望 44

致谢 45

参考文献 46

第一章 概述

1.1选题背景与意义

1.1.1心血管疾病

世界范围内，心血管疾病是导致死亡的主要病发症之一，发病率甚至超过了癌症与艾滋病的总和^[1]。血管支架是指在管腔内球囊扩张成形的基础上，在血管病变段置入内支架以达到撑开狭窄闭塞段血管，以重新打开用于治疗外周动脉闭塞性疾病和冠状动脉疾病的狭窄血管，减少血管弹性收缩及再塑形，保持管腔内血流通畅的目的^[2]，其过程如图1-1所示。经过将近50年的发展，冠状动脉的介入治疗以其微创性、安全性、简单化的特点成为心血管病治疗发展的重点^[3]。其最主要部分——血管支架的材料选择及其力学性能的研究也就成为了研究热点。人体冠脉直径主要为3-4 mm，斑块长度可达到10mm，对血管支架的要求很高。

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