Evaluation of hyperelastic models for the non-linear and non-uniform high strain-rate mechanics of tibial cartilage

مدل سازی دقیق پاسخ شدت بالا از غضروف زانو سالم انسان برای بررسی مکانیزم (ها) استئوآرتریت زانو و سایر اختلالات غضروف ضروری است. استئوآرتریت پیشنهاد شده است که از تغییرات منطقه ای در بارگیری مشترک در طی پیاده روی و سایر فعالیت های فیزیکی با شدت بالا برخوردار باشد. غضروف فلات تیبیس تحت کمپرسورهای مشابه راه رفتن نشان دهنده یک پاسخ مکانی غیر خطی و وابسته به مکان است. یک مدل سازنده غضروف که به طور موثر مکانیک سرعت غیر خطی و غیر یکنواختی غضروف فلات تیبالی پیش بینی می کند برای مطالعات محاسباتی توسعه استئوآرتریت مهم است. یک مدل زنجیره آماری آمیزه ای پراکنده ایزوترروپیک توسعه یافته است. توانایی مدل برای شبیه سازی پاسخ فشرده سازی 1-سویه / بدون محدودیت غضروف مفصلی فلات انسانی سالم انسان همراه با دو مدل الگوریتم های آماری آماری هیپرآلاستیک است. مدل ایزوتروپ برعکس، تناسب فوق العاده ای را به پاسخ غیر خطی تنش فشار غضروفی نشان می دهد. علاوه بر این، مدل حفظ قابلیت پیش بینی خود را پس از کاهش از چهار درجه آزادی به یک را حفظ کرد. ثابت مانده باقی مانده از مدل، که نشان دهنده چگالی کلاژن داخلی بافت است، وابستگی منطقه ای را در توافق نزدیک با تغییرات فیزیولوژیکی در چگالی کلاژن و مدول غضروف در زانو های انسان نشان داد. شبکه زنجیره هشت زنجیره ایزوتروپ غربی از زنجیرهای آزاد شده با پایدار مواد وابسته به منطقه، یک رویکرد جدید و کارآمد برای مدل سازی پاسخ پیچیده غضروف تیبای انسانی در زیر فشرده سازی با سرعت بالا است. تغییرات غیرضروری و ریزساختاری ماتریس غضروف، پاسخ مدل را هدایت می کند و به طور مستقیم به مدل سازی محاسبه زانو انسان منجر می شود.