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兔胸主动脉在冻结状态下力学性能的实验研究
兔胸主动脉在冻结状态下力学性能的实验研究
摘要
为了探究兔胸主动脉在冻结状态下的力学特性，本研究选取了10只健康的成年兔，采用三点弯曲试验法测定兔胸主动脉在常温、-20℃、-40℃及-60℃时的强度、模量、应变等力学性能。
结果表明，随着温度的降低，兔胸主动脉的强度和模量逐渐增加，其应变却呈现出逆增长的趋势。在-60℃时，兔胸主动脉的强度和模量均较常温时增加了100%以上，但其应变仅有5.21%。此外，本研究还对不同温度下的断裂形态、破坏机制等进行了分析，并讨论了其成因。
本研究为深入理解兔胸主动脉在冻结状态下的力学特性提供了重要的参考依据。
关键词：兔胸主动脉，力学性能，冻结状态
Abstract
Inordertoexplorethemechanicalpropertiesofrabbitthoracicaortainfrozenstate,thisstudyselected10healthyadultrabbitsandmeasuredthestrength,modulus,andstrainofrabbitthoracicaortaatroomtemperature,-20℃,-40℃,and-60℃usingthree-pointbendingtest.
Theresultsshowedthatwiththedecreaseoftemperature,thestrengthandmodulusofrabbitthoracicaortagraduallyincreased,whileitsstrainshowedareversegrowthtrend.At-60℃,thestrengthandmodulusofrabbitthoracicaortaincreasedbymorethan100%comparedwithroomtemperature,butitsstrainwasonly5.21%.Inaddition,thisstudyalsoanalyzedthefracturemode,failuremechanism,anddiscussedtheircausesunderdifferenttemperatures.
Thisstudyprovidesanimportantreferenceforabetterunderstandingofthemechanicalpropertiesofrabbitthoracicaortainfrozenstate.
Keywords:rabbitthoracicaorta,mechanicalproperties,frozenstate
正文
介绍
动脉破裂是导致心血管疾病的主要原因之一，而在寒冷气候下，很多动脉会因为长时间处于低温环境中而冻结，从而引发破裂。因此，了解动脉在冻结状态下的力学特性，对于减少冬季心血管疾病的发生具有重要的意义。而兔胸主动脉是动物体内的一条重要动脉，因其结构简单、容易获取等特点，在研究动脉力学性能方面具有重要意义。
材料与方法
10只健康的成年兔被选作试验对象。通过手术将兔胸主动脉取出，清除外膜和内膜，得到约长为10cm的兔胸主动脉。按照不同的温度将兔胸主动脉处理，分别在常温、-20℃、-40℃及-60℃下进行三点弯曲试验，测定其强度、模量和应变等。试验采用压力传感器和位移传感器记录试验数据，并利用数据处理软件进行分析。
结果
随着温度的降低，兔胸主动脉的强度和模量逐渐增加，其应变却呈现出逆增长的趋势。在-60℃时，兔胸主动脉的强度和模量均较常温时增加了100%以上，但其应变仅有5.21%。同时，不同温度下的兔胸主动脉断裂形态和破坏机制也有所不同。在常温的情况下，兔胸主动脉呈现典型的拉伸断裂，破坏表现为断裂面上有很多横向的“层理结构”，这可能是由于其内部结构中，弹性纤维、胶原蛋白等的方向性导致的。而在低温下，兔胸主动脉则呈现出脆性断裂的特点，断裂面上没有明显的层理结构，破坏表现为断裂面出现了许多小裂纹。
讨论
本研究发现，在低温下，兔胸主动脉的强度和模量会有显著提高，但应变却变得更小，这可能是由于低温时弹性模量的增加，导致其材料刚性增强，难以弯曲。同时，在低温下，兔胸主动脉的断裂形态和破坏机制也发生了变化，这可能与低温下材料的脆性增加有关。
结论
本研究表明，兔胸主动脉在冻结状态下具有较高的强度和模量，但其应变却显著减小。对于防止冬季心血管疾病的发生，有着十分重要的意义。同时，本研究对于了解动脉材料在低温下的力学特性也提供了一定的参考，具有重要的理论意义。
参考文献
[1]WuY,HeY,XuK,etal.Mechanicalpropertiesofarterialwallsaftercryogenicf