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螺栓法兰接头安全密封技术(一)——安装螺栓载荷 被引量：25
1
作者 蔡仁良 蔡暖姝 +3 位作者 尤子涵 章兰珠 范淑玲 应道宴 《化工设备与管道》 CAS 2012年第3期12-17,共6页
安装螺栓载荷不足和安装不当是引起螺栓法兰接头泄漏的主要原因,结合螺栓载荷和垫片应力的相关定义,针对目前在安装螺栓载荷上的一些认识问题进行分析和探讨,以引起工程设计和现场安装人员的重视,为安全密封提供应用参考。
关键词 螺栓法兰接头 垫片应力 安装螺栓载荷 密封
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金属垫片密封连接的泄漏率计算 被引量：22
2
作者 冯秀 顾伯勤 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1208-1212,共5页
金属垫片密封是压力容器和管道中常见的连接型式,其失效极少是因强度不足引起的,泄漏是连接系统失效的主要原因。在金属垫片泄漏模型基础上,考虑垫片接触应力分布不均匀对泄漏通道的影响,推导了变截面泄漏通道的泄漏率计算公式,此公式... 金属垫片密封是压力容器和管道中常见的连接型式,其失效极少是因强度不足引起的,泄漏是连接系统失效的主要原因。在金属垫片泄漏模型基础上,考虑垫片接触应力分布不均匀对泄漏通道的影响,推导了变截面泄漏通道的泄漏率计算公式,此公式将泄漏率、垫片接触应力、介质压力和密封表面分形参数联系在一起,因而使以最大允许泄漏率为准则的金属垫片密封连接设计以及紧密性评价成为可能。 展开更多
关键词 金属垫片 泄漏率 接触应力
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越江盾构隧道防水密封垫应力松弛试验研究 被引量：18
3
作者 伍振志 杨林德 +2 位作者 季倩倩 戴胜 莫一婷 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期539-543,共5页
分析了越江盾构隧道接缝防水密封垫止水机理及耐久性失效成因,基于橡胶接触应力松弛的经时老化模型,针对上海长江隧道三元乙丙弹性密封垫开展了加速热氧老化试验,研究了其接触应力松弛行为,预测了密封垫作为防水材料的使用寿命.
关键词 越江盾构隧道 防水密封垫 热氧老化 应力松弛 经时老化模型
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隧道管片密封垫接触应力和闭合压力的合理确定 被引量：18
4
作者 何太洪 王炳龙 +1 位作者 刘建国 海明雷 《城市轨道交通研究》 北大核心 2009年第12期60-63,68,共5页
盾构隧道管片橡胶密封垫接触应力与闭合压力是影响其防水性能的重要因素,断面设计时常以两者符合设计值作为控制指标。但在进行密封垫断面设计时常会出现两者不能同时满足设计要求的情况。采用有限元数值模拟、水密性试验及压缩试验等手... 盾构隧道管片橡胶密封垫接触应力与闭合压力是影响其防水性能的重要因素,断面设计时常以两者符合设计值作为控制指标。但在进行密封垫断面设计时常会出现两者不能同时满足设计要求的情况。采用有限元数值模拟、水密性试验及压缩试验等手段,结合密封垫防水机理分析了接触应力和闭合压力的关系,并介绍了通过不断修改密封垫断面型式、调整材质硬度,使接触应力和闭合压力满足要求的方法。最后总结出,应对断面型式和材质硬度进行不断修改和调整,在满足接触应力要求情况下尽量做到闭合压力小于80 kN/m,并在施工中采取利于拼装闭合的措施。 展开更多
关键词 盾构管片 橡胶密封垫 接触应力 闭合压缩力 数值模拟
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水下井口连接器密封结构性能分析 被引量：16
5
作者 唐文献 曹伟枫 +2 位作者 张建 吴进涛 龚光辉 《石油机械》 2016年第3期82-87,共6页
水下井口连接器在生产过程中面临的工况和环境较复杂.通过有限元计算, 分析了连接器在安装预紧工况和生产工况下密封圈的密封性能.研究了轴向预紧力、密封圈接触应力和径向压缩量等参数之间的相互影响规律.通过编写Abaqus 的inp 程序, ... 水下井口连接器在生产过程中面临的工况和环境较复杂.通过有限元计算, 分析了连接器在安装预紧工况和生产工况下密封圈的密封性能.研究了轴向预紧力、密封圈接触应力和径向压缩量等参数之间的相互影响规律.通过编写Abaqus 的inp 程序, 分析完井与修井工况下承受弯矩载荷的井口连接器密封性能, 研究了金属密封圈左右接触面不同弯矩载荷下的接触应力相互影响规律.分析结果表明, 连接器在承受2.02×10^6 N·m 的弯矩条件下, 金属密封圈虽然发生面积较大的屈服, 但是仍然具有密封性, 能够有效密封内压.研究成果可为水下井口连接器的安全应用提供参考. 展开更多
关键词 水下井口连接器 金属密封圈 密封性能 修井 接触应力
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螺栓法兰接头安全密封技术(四)——垫片应力 被引量：16
6
作者 蔡暖姝 应道宴 +1 位作者 蔡仁良 尤子涵 《化工设备与管道》 CAS 2013年第3期6-15,共10页
虽然垫片成本相对较低,但在保证法兰接头的密封性能、控制泄漏方面却起着关键的作用。当法兰接头发生泄漏时,人们往往容易归因于垫片,其中固然有垫片本身的原因,但更多的是法兰连接系统的设计或安装使用中存在的问题,最终通过垫片密封... 虽然垫片成本相对较低,但在保证法兰接头的密封性能、控制泄漏方面却起着关键的作用。当法兰接头发生泄漏时,人们往往容易归因于垫片,其中固然有垫片本身的原因,但更多的是法兰连接系统的设计或安装使用中存在的问题,最终通过垫片密封失效的形式表现了出来。在法兰接头安装后到投入使用,垫片应力受到众多因素的影响而发生改变直至减小。当垫片应力降低到低于设计密封要求时,将导致法兰接头的密封失效、发生泄漏。分析了影响垫片应力的因素及其原因,提出从螺栓预紧后直至维持长期运行过程中,垫片应力经历了一个逐渐衰减的过程。要弥补或减小这样的影响,维持法兰接头的密封状态,在垫片和螺栓许用强度范围内,安装垫片应力应尽可能大,即安装螺栓载荷应足够大。 展开更多
关键词 法兰 垫片应力 密封
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基于螺栓法兰连接系统的垫片应力分析 被引量：15
7
作者 杜坤 刘美红 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第5期88-90,共3页
所建立的参数化三维有限元模型,充分考虑了法兰螺栓联接系统的应力集中、垫片材料非线性特性以及各元件的接触非线性,研究了螺栓法兰连接系统各元件之间的相互作用,分析了预紧力、密封介质内压力等因素对垫片应力的影响。结果表明垫片... 所建立的参数化三维有限元模型,充分考虑了法兰螺栓联接系统的应力集中、垫片材料非线性特性以及各元件的接触非线性,研究了螺栓法兰连接系统各元件之间的相互作用,分析了预紧力、密封介质内压力等因素对垫片应力的影响。结果表明垫片应力在径向随着节点半径的增大而增大,随着预紧力的增大而增大,随着内压力的增大而减小,在周向螺栓附近的应力明显大于其它处应力。当垫片最外侧应力低于了密封所要求的最低应力时,螺栓法兰连接系统发生泄露。 展开更多
关键词 螺栓法兰系统 垫片 应力 参数化
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非标法兰连接系统结构设计及应力分析 被引量：7
8
作者 王定标 杨国新 尹华杰 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2007年第2期60-63,共4页
法兰、垫片、螺栓连接系统是压力容器及管道设计中的重要内容,同时也是工程设计及使用过程中容易出现问题的关键部位.由于工程应用需要,对公称直径为450 mm的非标管道法兰、垫片、螺栓以及阀门连接系统进行了设计,开发出膨胀石墨和0Cr18... 法兰、垫片、螺栓连接系统是压力容器及管道设计中的重要内容,同时也是工程设计及使用过程中容易出现问题的关键部位.由于工程应用需要,对公称直径为450 mm的非标管道法兰、垫片、螺栓以及阀门连接系统进行了设计,开发出膨胀石墨和0Cr18Ni10Ti两种材料覆合的新型垫片.同时,将该系统作为一个整体,考虑到法兰旋转、内压对法兰、垫片、螺栓以及阀门的受力与变形的影响,应用三维有限元技术,分析在螺栓预紧过程和加压过程中法兰连接系统的整体应力分布.结果表明,法兰、螺栓等的应力强度满足要求,垫片应力及残余压紧压力满足密封要求,设计的非标法兰连接系统结构合理,应力分布均匀,使用情况良好. 展开更多
关键词 法兰 垫片 螺栓连接 结构设计 有限元 应力
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在稳态温度场中法兰接头的三维有限元分析 被引量：11
9
作者 王俊和 蔡仁良 钟伟明 《压力容器》 北大核心 2005年第10期18-22,共5页
利用3-D有限元法模拟了法兰接头的稳态温度场分布,结果表明计算值与实测数据吻合较好。此外,模拟了操作条件下,垫片因蠕变引起减薄的垫片应力分布,并利用垫片应力与紧密性参数之间的关系,评价了垫片应力对法兰接头密封性能的影响。
关键词 稳态温度场分布 法兰接头 有限元分析 垫片应力 紧密性参数
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基于紧密度要求的法兰接头三维有限元分析 被引量：10
10
作者 孙世锋 蔡仁良 《石油机械》 北大核心 2004年第10期27-30,2,共4页
基于法兰接头的三维有限元分析 ,并考虑垫片的非线性特性 ,采用FEA分析方法得到了垫片应力分布的准确解 ;计算了螺栓弯曲应力并考虑了垫片应力的分布与接头紧密度之间的关系。将FEA方法所得到的垫片应力与Payney方法、ASME规范方法计算... 基于法兰接头的三维有限元分析 ,并考虑垫片的非线性特性 ,采用FEA分析方法得到了垫片应力分布的准确解 ;计算了螺栓弯曲应力并考虑了垫片应力的分布与接头紧密度之间的关系。将FEA方法所得到的垫片应力与Payney方法、ASME规范方法计算结果做了比较 ,结果表明 ,采用FEA分析方法将法兰、垫片、螺栓作为一个整体进行分析 ,考虑了法兰变形、垫片的非线性特性以及螺栓弯曲应力对垫片应力分布的影响 ,更加符合垫片的真实压缩变形和密封行为。 展开更多
关键词 紧密度 垫片 法兰 接头 三维有限元分析 螺栓 密封 弯曲应力 应力分布 非线性特性
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基于金属与金属接触型螺栓法兰接头的垫片应力分析 被引量：10
11
作者 陈圆 关凯书 +2 位作者 马凯 章兰珠 徐严言 《压力容器》 2015年第5期36-41,共6页
建立了三维参数化弹塑性有限元模型,对DN600 CLASS300金属与金属接触型(MMC)螺栓法兰接头进行了结构以及热-结构耦合分析,研究了预紧力、内压、温度、螺栓和法兰蠕变对垫片应力的影响。结果表明,当法兰密封面与垫片外环接触后,垫片平均... 建立了三维参数化弹塑性有限元模型,对DN600 CLASS300金属与金属接触型(MMC)螺栓法兰接头进行了结构以及热-结构耦合分析,研究了预紧力、内压、温度、螺栓和法兰蠕变对垫片应力的影响。结果表明,当法兰密封面与垫片外环接触后,垫片平均应力基本不变,内压对垫片应力影响较小,垫片应力随温度升高而减小,螺栓和法兰蠕变过程中,垫片应力先增大后减小。 展开更多
关键词 金属与金属接触 螺栓法兰接头 垫片应力
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法兰接头预紧过程中垫片应力场数值模拟分析 被引量：9
12
作者 王璐 薛吉林 《管道技术与设备》 CAS 2018年第6期52-56,共5页
螺栓法兰接头安装过程中的螺栓弹性交互作用会造成各螺栓预紧载荷不均匀,从而影响其密封性能。文中考虑垫片压缩回弹曲线的非线性和迟滞性,建立了DN80的法兰接头三维有限元模型。以ASME PCC-1标准中螺栓传统星形预紧方式为例,分析了预... 螺栓法兰接头安装过程中的螺栓弹性交互作用会造成各螺栓预紧载荷不均匀,从而影响其密封性能。文中考虑垫片压缩回弹曲线的非线性和迟滞性,建立了DN80的法兰接头三维有限元模型。以ASME PCC-1标准中螺栓传统星形预紧方式为例,分析了预紧过程中螺栓载荷及垫片应力的变化。结果表明:即使按照标准中规定的螺栓加载方式,预紧后螺栓载荷仍有较大的分散性;螺栓载荷的分散性会造成垫片接触应力沿周向分布不均匀;垫片应力最小值出现在6#和7#螺栓之间,其大小仅为目标应力的74.3%,表明法兰接头最容易在此处发生泄漏。 展开更多
关键词 螺栓法兰接头 非线性 有限元分析 垫片应力 密封性能
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导电橡胶在电子设备密封设计中的应用 被引量：6
13
作者 马建章 高驰名 《无线电工程》 2015年第6期74-77,共4页
主要研究导电橡胶在电子设备密封设计中的选型、设计沟槽、计算压力和安装方式等。简要介绍了垫片密封的密封形式,阐述了橡胶垫片密封原理以及不同压缩量对密封性能的影响,说明了导电橡胶的种类、特点和应用范围,提出了导电橡胶安装时... 主要研究导电橡胶在电子设备密封设计中的选型、设计沟槽、计算压力和安装方式等。简要介绍了垫片密封的密封形式,阐述了橡胶垫片密封原理以及不同压缩量对密封性能的影响,说明了导电橡胶的种类、特点和应用范围,提出了导电橡胶安装时的注意事项。通过实例详细说明了在实际设计中如何选择导电橡胶、计算导电橡胶的换算弹性模量及应力,并设计结构件密封沟槽尺寸和螺钉直径、数量以产生足够压力保证的导电橡胶压缩量,实现密封。通过实验验证该设计方法是科学、有效的。 展开更多
关键词 垫片密封 橡胶密封原理 导电橡胶 橡胶垫应力
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高温下螺栓法兰联接密封结构三维数值分析 被引量：7
14
作者 董智 覃文良 +2 位作者 马全 崔振宁 陈曦 《压力容器》 2015年第9期33-38,共6页
采用有限元法对高温下螺栓法兰联接密封结构进行三维数值分析。分析结果表明,在稳态温度场下,螺栓法兰联接密封结构在内压作用下垫片应力降低,随着温度的升高,法兰转角增大,垫片应力持续减小;在螺栓预紧力、内压以及温度载荷的作用下,... 采用有限元法对高温下螺栓法兰联接密封结构进行三维数值分析。分析结果表明,在稳态温度场下,螺栓法兰联接密封结构在内压作用下垫片应力降低,随着温度的升高,法兰转角增大,垫片应力持续减小;在螺栓预紧力、内压以及温度载荷的作用下,螺栓法兰联接密封结构的螺栓应力、垫片平均应力以及法兰转角基本呈线性变化。 展开更多
关键词 有限元 高温 螺栓 法兰 垫片应力
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Al包覆层厚度对Al-NiTi复合垫片密封面压紧力影响的有限元分析 被引量：6
15
作者 诸士春 陆晓峰 巩建鸣 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期683-687,共5页
用ABAQUS分析了法兰连接中不同Al包覆层厚度下Al-NiTi复合垫片密封面压紧力的分布,并与同等加载条件下的NiTi垫片、金属石墨缠绕垫片进行了对比。结果表明,相比NiTi垫片,Al包覆层降低了密封面的压紧力,随包覆层厚度增加,降低幅度增加;包... 用ABAQUS分析了法兰连接中不同Al包覆层厚度下Al-NiTi复合垫片密封面压紧力的分布,并与同等加载条件下的NiTi垫片、金属石墨缠绕垫片进行了对比。结果表明,相比NiTi垫片,Al包覆层降低了密封面的压紧力,随包覆层厚度增加,降低幅度增加;包覆Al层后,垫片密封面压紧力沿径向分布呈现波纹起伏,随包覆层厚度增加,波动幅度增加;Al-NiTi复合垫片内外侧附近出现密封压紧力急剧上升的突变,且随垫片厚度减少,突变值增加,这有利于提高密封效果;Al包覆层厚度为0.2 mm时,密封面压紧力数值较为理想,甚至超过NiTi垫片和金属石墨缠绕垫片。 展开更多
关键词 NITI 垫片 密封 压紧力
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温度波动对螺栓法兰连接系统垫片应力的影响
16
作者 孔靖 邵春雷 《新能源科技》 2024年第1期24-30,共7页
温度波动会造成螺栓法兰连接系统中垫片应力松弛,从而影响其密封性能。文章以DN80法兰接头为研究对象,通过ABAQUS软件建立了三维有限元模型,分析了温度波动对垫片应力的变化,研究了垫片与螺栓载荷变化的机理。结果表明,螺栓法兰连接系... 温度波动会造成螺栓法兰连接系统中垫片应力松弛,从而影响其密封性能。文章以DN80法兰接头为研究对象,通过ABAQUS软件建立了三维有限元模型,分析了温度波动对垫片应力的变化,研究了垫片与螺栓载荷变化的机理。结果表明,螺栓法兰连接系统在温度变化时存在着一定的温度滞后现象;当温度波动时,垫片应力随温度的降低而减小,随温度的升高而增大,波动结束后垫片表现出“内紧外松”的应力分布现象。在这一过程中,垫片的热膨胀与温度场的滞后性是垫片应力变化的主要因素。研究结果为螺栓法兰连接系统的进一步优化和改进提供了有力支持。 展开更多
关键词 螺栓法兰连接系统 温度波动 瞬态温度 垫片应力
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关于螺栓法兰垫片连接接头密封性能研究概述 被引量：5
17
作者 李慧芳 王修慧 +1 位作者 郭秭君 钱才富 《山东化工》 CAS 2019年第19期69-71,共3页
螺栓法兰垫片接头是压力容器中常用的静密封连接形式。工程上常常采用泄漏率来表征其紧密性。本文从螺栓法兰垫片接头的泄漏率计算模型、密封泄漏失效预测模型和影响螺栓法兰垫片系统的关键因素对其密封性能进行文献综述,为螺栓法兰连... 螺栓法兰垫片接头是压力容器中常用的静密封连接形式。工程上常常采用泄漏率来表征其紧密性。本文从螺栓法兰垫片接头的泄漏率计算模型、密封泄漏失效预测模型和影响螺栓法兰垫片系统的关键因素对其密封性能进行文献综述,为螺栓法兰连接结构设计与泄漏率控制提供参考。 展开更多
关键词 螺栓法兰垫片接头 泄漏率 垫片应力 螺栓预紧载荷
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不同温度下胶乳复合垫片蠕变松弛特性分析
18
作者 郭子玉 李遇贤 +2 位作者 刘美红 张静全 张杰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期68-73,共6页
螺栓法兰接头的垫片在高温下长期使用,会发生蠕变松弛。垫片的蠕变松弛会导致接头内部流体泄漏,因此建立一种预测密封垫片蠕变和应力松弛的方法尤为重要。利用三参量开尔文流体模型建立一种预测垫片高温蠕变残余应力随时间变化的解析模... 螺栓法兰接头的垫片在高温下长期使用,会发生蠕变松弛。垫片的蠕变松弛会导致接头内部流体泄漏,因此建立一种预测密封垫片蠕变和应力松弛的方法尤为重要。利用三参量开尔文流体模型建立一种预测垫片高温蠕变残余应力随时间变化的解析模型,并对胶乳复合垫片进行不同温度、不同应力载荷的蠕变松弛实验。研究结果表明:胶乳复合垫片在相同应力载荷下温度越高残余应力整体下降越明显,且应力载荷越大,损失的应力越多,随时间的推移,残余应力下降逐渐平缓;垫片的高温蠕变松弛行为会导致垫片质量和厚度下降,但随着垫片应力载荷的继续增加,垫片质量和厚度下降的趋势会有所减缓,而随温度的增加,质量和厚度持续降低,且下降趋势不会变缓。三参量开尔文流体模型的预测值与实验数据非常接近,最大误差为4.104%,该模型可以准确地描述垫片的力学行为以及垫片由于蠕变松弛引起的应力载荷损失。 展开更多
关键词 密封 垫片 高温蠕变松弛 解析模型 残余应力
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柔性石墨金属波齿复合垫片应力松弛特性试验研究 被引量：5
19
作者 陈庆 陈利强 《化工机械》 CAS 2013年第3期306-308,共3页
按照GB/T 19066.3的试验条件对标准规格为65.5mm×50.5mm×2.5mm、具有3种不同的圆弧半径、波齿距和齿数的柔性石墨金属(柔性石墨+06Cr19Ni10)波齿复合垫片进行应力松弛试验,找出应力松弛特性影响因素及其规律,为工程实践提... 按照GB/T 19066.3的试验条件对标准规格为65.5mm×50.5mm×2.5mm、具有3种不同的圆弧半径、波齿距和齿数的柔性石墨金属(柔性石墨+06Cr19Ni10)波齿复合垫片进行应力松弛试验,找出应力松弛特性影响因素及其规律,为工程实践提供科学指导。 展开更多
关键词 复合垫片 柔性石墨 金属波齿 应力松弛
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应力对D,L-聚乳酸泡沫衬垫降解的影响研究 被引量：4
20
作者 樊瑜波 曾莉 +3 位作者 李萍 黄学进 陈孟诗 段宏 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期767-774,共8页
利用自行研制的力学加载装置,详细研究了持续应力载荷对初始相对分子量为2.0×105的D,L-聚乳酸(poly(D,L-lactic acid),PDLLA)泡沫衬垫材料的体外降解行为的影响。PDLLA材料在37℃、pH值为7.4的PBS溶液中的降解行为通过表面形貌、... 利用自行研制的力学加载装置,详细研究了持续应力载荷对初始相对分子量为2.0×105的D,L-聚乳酸(poly(D,L-lactic acid),PDLLA)泡沫衬垫材料的体外降解行为的影响。PDLLA材料在37℃、pH值为7.4的PBS溶液中的降解行为通过表面形貌、相对分子量、弹性模量、抗拉强度、失重百分率等指标进行表征。三个月的降解结果表明受载荷的实验组降解速率明显快于空载的对照组,其中实验组中拉应力和复合应力对PDLLA降解的影响大于压应力。由此可知,PDLLA在生物体内的降解不仅受所处局部体液环境影响,还将受周围应力环境影响。综合考虑PDLLA降解所受应力影响,将有助于控制膜垫降解速率,从而使其降解速率有望与骨愈合速率一致。 展开更多
关键词 D L-聚乳酸 泡沫衬垫 应力 体外降解 生物力学
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