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强大的各向异性超弹性配方,可用于软组织建模。
Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials ( IF 3.3 ) Pub Date : 2014-07-11 , DOI: 10.1016/j.jmbbm.2014.06.016
D R Nolan 1 , A L Gower 2 , M Destrade 2 , R W Ogden 3 , J P McGarry 1
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最初开发用于胶原纤维增强材料各向异性超弹性行为的Holzapfel–Gasser–Ogden(HGO)模型来描述动脉组织的弹性特性,但现在已广泛用于对各种软生物组织进行建模。这样的材料可以被认为是不可压缩的,并且当采用不可压缩条件时的应变能ΨHGO模型的σ是一个各向同性和两个各向异性变形不变量的函数。可压缩形式(HGO-C模型)被广泛用于有限元模拟中,其中各向同性部分Ψ 被解耦为体积和等容部分,以及各向异性的部分 Ψ用等容不变表示。在这里,通过使用三个简单的变形(纯膨胀,纯剪切和单轴拉伸),我们证明了可压缩的HGO-C配方不能正确地模拟可压缩的各向异性材料的行为,因为该模型的各向异性成分对由于以下原因引起的体积变形不敏感等速各向异性不变式的使用。为了正确地建模可压缩各向异性行为,我们提出了一种改进的各向异性(MA)模型,其中使用了完整的各向异性不变量,从而表示了体积各向异性贡献。MA模型正确地预测了对静水拉伸载荷的各向异性响应,从而使球体变形为椭圆形。它还可以为纯剪切和单轴变形计算正确的各向异性应力状态。为了查看更实际的应用,我们开发了用户定义的有限元材料子例程,用于模拟可轻微压缩的动脉中的支架部署。当使用完整的各向异性不变量(MA模型)而不是等速形式(HGO-C模型)时,计算得出的应力三轴性和动脉顺应性明显更高。





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更新日期:2014-07-11
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