脂肪组织压缩实验中摩擦系数对力学响应的影响

论文摘要

目的针对当前摩擦力对脂肪组织无约束压缩实验结果影响的不确定性,研究压缩实验中合适的摩擦系数设置及适用于模拟脂肪组织生物力学响应的材料本构模型。方法构建低应变率（0. 2 s-1）和中应变率（20 s-1）下的脂肪组织有限元模型,分别应用LS-DYNA中常用于模拟脂肪组织的线性黏弹性材料本构、Mooney-Rivlin超弹性材料本构、Ogden超弹性材料本构、软组织材料本构,在不同摩擦系数下进行无约束压缩实验,分析不同摩擦系数及本构模型对接触力大小的影响。结果 4种材料本构模型在低、中应变率下,输出的接触力均与摩擦系数呈正相关,有摩擦时的接触力比无摩擦时的接触力大50%左右。中应变率下脂肪组织的力学响应对摩擦系数的灵敏度比低应变率下的更高,且不同材料本构模型输出的接触力差异显著。结论在脂肪组织无约束压缩实验中,静摩擦系数取0. 1,动摩擦系数取0. 05是合理的,在低、中应变率下Ogden超弹性材料本构能够良好地反映脂肪组织的生物力学响应。

论文目录

• 0 引言
• 1 材料及方法
•   1.1 脂肪组织材料本构模型
•     1.1.1 线性黏弹性材料本构模型
•     1.1.2 Mooney-Rivlin超弹性材料本构模型
•     1.1.3 Ogden超弹性材料本构模型
•     1.1.4 软组织材料本构模型
•   1.2 有限元模型构建
•   1.3 材料属性
•   1.4 仿真设置
• 2 结果
•   2.1 低应变率下摩擦对力学响应的影响
•   2.2 中应变率下摩擦对脂肪组织力学响应的影响
•   2.3 脂肪材料本构模型对力学响应的影响
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 崔世海,段海彤,李海岩,贺丽娟,吕文乐,阮世捷

关键词: 脂肪组织,压缩实验,有限元仿真,材料本构模型,摩擦系数

来源: 北京生物医学工程 2019年04期

年度: 2019

分类: 医药卫生科技,基础科学

专业: 生物学,生物医学工程

单位: 天津科技大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金(81471274,81371360)资助

分类号: R318

页码: 345-352

总页数: 8

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