کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4952555 1442471 2017 45 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Energy balance method for modelling of soft tissue deformation
ترجمه فارسی عنوان
روش تعادل انرژی برای مدل سازی تغییر شکل دهنده بافت نرم
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مقاله روش شناسی جدیدی برای مدل سازی تغییر شکل بافت نرم، از منظر تعادل کار و انرژی بر اساس قانون حفاظت از انرژی ارائه شده است. کار انجام شده توسط یک نیروی خارجی همیشه با توجه به نیروی داخلی جسم با توجه به انرژی فشار است. یک رویکرد افزایشی مبتنی بر موقعیت ایجاد شده است که در آن توازن کار-انرژی از طریق یک روند افزایش تکرار موقعیت برای حالت جدید تعادل جسم به دست می آید. رویکرد افزایشی مبتنی بر موقعیت، بیشتر با مکانیک غیر سفت و سخت حرکت همراه است تا دینامیک تغییر شکل دهنده بافت نرم را کنترل کند. روش پیشنهادی فرمولاسیون های هندسی غیر خطی و مواد را برای شکل دهی تغییر شکل های غیرخطی بافت نرم مورد استفاده قرار می دهد. خصوصیات مواد بافت نرم را می توان با تعیین توابع چگالی انرژی بارز تنظیم کرد. یکپارچگی با یک دستگاه لختی نیز برای تغییر شکل بافت نرم با بازخورد لمسی برای شبیه سازی جراحی به دست می آید. نتایج تجربی نشان می دهد که تغییر شکل ها توسط روش پیشنهادی با توافقات خوب با یک بسته تجاری از تجزیه و تحلیل عناصر محدود می شود. با روش های پیشنهادی از طریق توابع چگالی انرژی کششی، تغییر شکل های مصنوعی و غیر انسودروپیک، و همچنین رفتار بافت نرم بافت نرم، می تواند توسط روش پیشنهادی تنظیم شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر گرافیک کامپیوتری و طراحی به کمک کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
روش تعادل انرژی برای مدل سازی تغییر شکل دهنده بافت نرم
چکیده انگلیسی
This paper presents a novel methodology for modelling of soft tissue deformation, from the standpoint of work-energy balance based on the law of conservation of energy. The work done by an external force is always balanced against the strain energy due to the internal force of the object. A position-based incremental approach is established, in which the work-energy balance is achieved via an iterative position increment process for the new equilibrium state of the object. The position-based incremental approach is further combined with non-rigid mechanics of motion to govern the dynamics of soft tissue deformation. The proposed method employs nonlinear geometric and material formulations to account for the nonlinear soft tissue deformation. Soft tissue material properties can be accommodated by specifying strain energy density functions. Integration with a haptic device is also achieved for soft tissue deformation with haptic feedback for surgical simulation. Experimental results demonstrate that the deformations by the proposed method are in good agreement with those by a commercial package of finite element analysis. Isotropic and anisotropic deformations, as well as soft tissue viscoelastic behaviours, can be accommodated by the proposed methodology via strain energy density functions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer-Aided Design - Volume 93, December 2017, Pages 15-25
نویسندگان
, , ,