Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke Vinča, Beograd
Abstract
Na osnovu usvojenog numeričkog modela, primenom metode konačnih elemenata (MKE), analiziran je uticaj oblika, zapreminskog udela i rasporeda keramičkih čestica (HAp) u polimernoj matrici (PLLA) na modul elastičnosti kompozita. Razmatrana su tri oblika i dva rasporeda čestica u matrici. Izvršeno je poređenje tako dobijenih rezultata sa poluempirijskom metodom Halpin-Tsai i eksperimentalnim podacima. Rezultati istraživanja pokazuju da Jangov modul elastičnosti ne zavisi mnogo od oblika čestice. Sa druge strane, raspored čestica značajno utiče na modul elastičnosti (krutost) kompozita. Primećuje se da površinsko centrirani kubni (FCC) raspored čestica oblika sfere daje rezultate koji su najpribližniji eksperimentalnim podacima.The influence of particle geometry, volume fraction and particle distribution on the modulus of elasticity of a hydroxyapatite (HAp) particulate reinforced polymer (poly -L-lactide) matrix composite biomaterial was investigated through finite element (FE) analysis. Three various shapes and two types of particle distribution were considered. Calculated stiffness values from FE analysis were compared to the experimental results available in the literature and with predictions from the semi-empirical Halpin-Tsai method. The compressive Young's modulus was found to be slightly dependent on particle shape, but very sensitive to volume fraction and particle distribution. Comparisons of available experimental data of the HAp/PLLA composites with the FE model results of spherical particles with face centered cubic (FCC) array, give very good agreement
