生物医用材料力学性能作业：
16.答：
1）断裂的主要原因：
○,1疲劳断裂：股骨柄在体内长期承受压力导致产生裂纹并逐渐扩展。
○,2应力集中：股骨柄中央部位可能由于设计缺陷或表面瑕疵形成应力集中区，
导致其长时间成熟强应力后发生形变，最终断裂。
○,3腐蚀与材料降解：该股骨柄的制造材料有部分在体液环境下会发生腐蚀，从
而降低它的力学性能，导致无法承重而断裂。
属于该断裂更可能属于塑性断裂。具体理由如下：
○,1屈服阶段：应力在应变 0.7%~0.8%时出现波动（外力从 105517N 降至 107834N
时，长度从 60.42mm 增至 60.48mm），符合塑性材料屈服点的“应力下降或波
动”特征。
○,2强化阶段：屈服后应力随应变增加而重新上升（如 110664N 时长度 60.66mm），
表明材料发生加工硬化。
○,3局部变形：后续外力下降（如 108992N 时长度 60.72mm）可能对应颈缩现象，
进一步支持塑性断裂。
2）○,1弹性模量计算：
把表格中的数据处理后（处理成应力、应变）导入 Excel 中作图有：
可以看出前七个点呈现直线，所以基本可以判断这段区间是材料的弹性区域，可
以由此算出材料的弹性模量：
E=σ /ϵ=116.67（GPa）
○,2有效工作应力应低于屈服强度以确保安全，根据表中数据，819997662.6Pa
对应的点为屈服点，但是由于该材料与之前断裂的股骨柄采用了同样的加工工艺，
有可能发生类似的断裂情况，所以建议有效工作应力选择比该点再第一点以确保
安全。
○,3力学性能特征：
1.弹性模量较高：材料在弹性阶段刚性较强，能够承受较高应力而不发生明显塑
性变形。
2.屈服应力较高：材料需在较高应力下才开始发生塑性变形，表明其强度优异。