کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7209203 1469117 2013 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Multiscale damage and strength of lamellar bone modeled by cohesive finite elements
ترجمه فارسی عنوان
آسیب و استحکام چند عاملی استخوان لاملاار به واسطه عناصر محدود و منسجم
کلمات کلیدی
استخوان لاین مکانیسم آسیب رساندن، استحکام، ماژول انعطاف پذیر، ساختار سلسله مراتبی، مدل سازی چند بعدی، متشکل از روش انعطاف پذیر
ترجمه چکیده
یک مدل چند محوری محاسباتی مکانیسم های آسیب و مقاومت استخوان لامالر ارائه شده است. این تجزیه و تحلیل شامل ساختار سلسله مراتبی از استخوان پوشیده شده از نانومواد (فیبر کلاژن مینرالیزه)، زیر میکروسکوپ (تک لاملا) و سطح میکروسکوپ (ساختار لامالار) است. با توجه به حضور چندین ماده (کلاژن، مواد معدنی هیدروکسی آپاتیت و پروتئین های غیر کلاژنیک) و ویژگی های مختلف میکرو سازنده در هر مقیاس، مکانیزم های مختلف تغییر شکل و شکست در استخوان ها در سطوح مختلف سلسله مراتب آنها رخ می دهد. این مدل مکانیسم آسیب غالب در سه مقیاس فوق را در نظر می گیرد و قدرت استخوان را با استفاده از یک روش عنصر محدود با همبستگی پیش بینی می کند. ماژول انعطاف پذیری استخوان در این سه مقیاس مختلف نیز به عنوان بخشی از این محاسبات به دست می آید. نتایج مدل سازی به خوبی با سایر داده های نظری و تجربی موجود در ادبیات مقایسه می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
پیش نمایش مقاله
آسیب و استحکام چند عاملی استخوان لاملاار به واسطه عناصر محدود و منسجم
چکیده انگلیسی
A computational multiscale model of damage mechanisms and strength of lamellar bone is presented. The analysis incorporates the hierarchical structure of bone spanning the nanoscale (mineralized collagen fibril), the sub-microscale (single lamella) and the microscale (lamellar structure) levels. Due to the presence of several constituents (collagen, hydroxyapatite minerals, and non-collagenous proteins) and the different microstructural features at each scale, various deformation and failure mechanisms occur in bone at its several levels of hierarchy. The model takes into account the dominant damage mechanisms at the above mentioned three scales and predicts the strength of bone by using a cohesive finite element method. Elastic moduli of bone at these three different scales are also obtained as part of these calculations. The obtained modeling results compare well with other theoretical and experimental data available in the literature.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials - Volume 28, December 2013, Pages 94-110
نویسندگان
, ,