Opracowanie numerycznego modelu ciągnienia na zimno drutów ze stopów magnezu z uwzględnieniem mechanizmu utraty spójności w skali mikro

Promotor: Andrij Milenin.Recenzent: Roman Kuziak, Łukasz Madej.Niepublikowana praca doktorska.Tyt. z ekranu tyt.Praca doktorska. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica (Kraków). Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej. Katedra Informatyki Stosowanej i Modelowania, 2014.Zawiera bibliogr.Dostępna również w wersji drukowanej.Tryb dostępu: Internet.Wybrane metody modelowania, metoda różnic skończonych, metoda elementów skończonych, metody modelowania pękania XFEM, metoda elementów brzegowych, metody łączenia metody elementów skończonych z metodą elementów brzegowych, metoda elementów brzegowych w mechanice, analityczne sformułowanie problemu, rozwiązanie fundamentalne Kelvina, implementacja rozwiązania, zastosowanie MEB do zagadnień mechaniki nieliniowej, zagadnienie wielu podobszarów, macierz sztywności w MEB, proces ciągnienia na zimno stopów magnezu, budowa ciągadła, parametry procesu ciągnienia, skład chemiczny badanych stopów, stopy magnezu jako materiał na implanty medyczne, proponowana technologia produkcji cienkich drutów, próby rozciągania i spęczania na maszynie Zwick 250, próby rozciągania w mikrokomorze SEM, wyznaczenie naprężenia uplastyczniającego, badania wpływu temperatury i czasu wyżarzania na skuteczność odnowy plastyczności, model matematyczny procesu ciągnienia, model ciągnienia w skali makro, model ciągnienia w skali mikro, numeryczna reprezentacja mikrostruktury, kryterium pękania, rozwiązanie układu równań, przykładowe obliczenia, identyfikacja parametrów modelu pękania, metoda Powella, wyniki optymalizacji, weryfikacja parametrów modelu pękania w skali mikro, metoda opracowania próbki do próby ścinania, próba ścinania w mikrokomorze, wyniki wieloskalowej symulacji procesu ciągnienia, walidacja model

Microstructure and in vitro evaluation of extruded and hot drawn alloy MgCa0.7 for biodegradable surgical wires

The MgCa0.7 alloy may be a promising material for biodegradable surgical wires. In this paper, the technology for producing surgical wires from this alloy has been developed, based both on finite element modelling and experimental study. In particular, the extrusion and hot-drawing effects on the mechanical properties, microstructures, in-vitro rates of biocorrosion, and cytotoxicity to human cancer cells (SaOS-2) and healthy (hPDL) ones, have been determined. An approximately 30-40% increase in corrosion rate due to increasing hot-drawing temperature was observed. An effect of hot-drawing temperature on cytotoxicity was also found. Notably, at various stages of the final wires’ production, the MgCa0.7 alloy became toxic to cancer cells. This cytotoxicity depended on the alloys’ processing parameters and was maximal for the as-extruded rod and for the wires immediately after hot drawing at 440 $^{\circ}C$. Thus, the careful selection of processing parameters makes it possible to obtain a product that is not only a promising candidate for biodegradable surgical wires, but one which also has intrinsic bioactive properties that produce antitumor activity