【摘 要】
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多孔Ti-6Al-4V合金植入人体内将长期处于体液腐蚀环境中，且不可避免地承受人体自重和运动产生的载荷，易引发应力腐蚀，增加无菌失败和严重并发症的风险。为了明确载荷水平及孔隙特性对多孔Ti-6Al-6V合金应力腐蚀性能的影响，本文通过数值仿真方法研究其力-电化学响应规律。基于应力腐蚀理论，将由孔隙特性引发的结构应力耦合到电极反应的平衡电位和交换电流密度表达式，建立了力-电化学耦合有限元模型，通过数
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（11872275）.；
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多孔Ti-6Al-4V合金植入人体内将长期处于体液腐蚀环境中，且不可避免地承受人体自重和运动产生的载荷，易引发应力腐蚀，增加无菌失败和严重并发症的风险。为了明确载荷水平及孔隙特性对多孔Ti-6Al-6V合金应力腐蚀性能的影响，本文通过数值仿真方法研究其力-电化学响应规律。基于应力腐蚀理论，将由孔隙特性引发的结构应力耦合到电极反应的平衡电位和交换电流密度表达式，建立了力-电化学耦合有限元模型，通过数值仿真方法分析了植入物试样承受弯曲载荷时，应力、电流密度以及电极腐蚀厚度等的力-电化学响应规律。计算结果表明：随着承载水平增加，应力集中明显的孔隙边缘区域腐蚀更为剧烈，最大腐蚀厚度均出现在孔梁边缘处。与无应力试样相比，超过屈服应力试样的5 y腐蚀厚度增加了22%。孔隙尺寸显著影响应力分布、电化学腐蚀速率及最终的电极腐蚀厚度，随着孔隙的增大，电极5 y腐蚀厚度逐渐减小，且大孔应力腐蚀速率低于小孔。
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