عنوان

بررسی رفتار چندمقیاسی تاندون بر مبنای مدل مکانیکی فیبریل به وسیله شبیه‌سازی عددی و آزمایش رفتار کششی تاندون

کد کشور

IR

شماره

۴۲۴۵پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

بررسی رفتار چندمقیاسی تاندون بر مبنای مدل مکانیکی فیبریل به وسیله شبیه‌سازی عددی و آزمایش رفتار کششی تاندون

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Numerical and experimental simulation of multiscale behavior of tendon based on fibrils mechanical model

نام نخستين پديدآور

/نگین مسلم

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی پزشکی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۰۶ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی پزشکی- بیومکانیک

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۱۲/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

تاندون بافتی است که ماهیچه را به استخوان متصل می‌کند و با انتقال نیروی تولیدی از ماهیچه به استخوان نقش مهمی را در حرکت ایفا می‌کند .در صورت وارد شدن آسیب به تاندون، حرکت فرد دچار اختلال شده و موجب درد بسیار و تحلیل‌رفتگی تاندون می‌شود .تاندون دارای ساختاری سلسله مراتبی( چندمقیاسی) بوده و در هر مقیاس، رفتار مکانیکی متفاوت دارد .رفتار مکانیکی تاندون به میزان زیادی به فیبر کلاژن و حالت مارپیچی آن بستگی دارد که شناخت آن نیازمند توجه به رفتار هر یک از سطوح ساختاری و ریزساختاری تاندون است .در این راستا، برقراری ارتباط بین مقیاس‌های مختلف برای درک بهتر رفتار این بافت ضروری است .بنابراین شبیه‌سازی چندمقیاسی به عنوان ابزاری کارآمد در مطالعه بیومکانیک تاندون و هر بافت یا سیستم دیگر با ساختار سلسله مراتبی مطرح است .به منظور برقراری ارتباط بین سطوح ساختاری از تئوری همگن‌سازی استفاده می‌شود .از طرف دیگر به دلیل ساختار و رفتار پیچیده تاندون از روش عددی و روش حل اجزا محدود استفاده می‌شود .در پژوهش حاضر، با بهره‌گیری از رویکرد چندمقیاسی، شبیه‌سازی رفتار مکانیکی انجام شده است تا در نهایت بتوان به درک بهتری از رفتار تاندون تحت بارگذاری در حالت طبیعی و پیش‌بینی آسیب دست یافت .به این منظور با انتخاب مدل هایپرالاستیک هولزاپفل و مدل نئوهوک و استخراج ضرایب ساختاری فیبریل از طریق بهینه‌سازی، شبیه‌سازی در سه مقیاس فیبر، فاسیکل و تاندون به روش چندمقیاسی انجام شده است .مدول الاستیک هر مقیاس به ترتیب ۱۸۹۸MPa ، ۵۸۰ MPa و ۳/۴۸۱ MPa بدست آمد .از طرف دیگر با انجام آزمایش کشش بر روی تاندون متوسط مدول الاستیک برای تاندون‌ها ۱/۲۰۶ MPa ارزیابی شد که در نهایت مقادیر بدست آمده از شبیه‌سازی و آزمایش با مقادیر متناظر در سایر مطالعات مقایسه و درستی آن تایید شد .حالت آسیب تاندون با تغییر در مقدار پراکندگی فیبر( افزایش بی‌نظمی در جهت‌گیری فیبر کلاژن) در دو مقیاس فاسیکل و تاندون بررسی شد .با کاهش مقدار مدول الاستیک مشاهده شده و هم‌خوانی آن با مطالعات می‌توان توانایی این مدل برای پیش‌بینی رفتار تاندون و ریزساختار را در حالت سالم و بیمار تصدیق کرد .

متن يادداشت

Tendon is a tissue that connects the muscle to the bone and plays an important role in the movement by transferring the productive force from the muscle to the bone. Injury of the tendon leads to pain, dysfunction of tendon, and immobility. Tendons have a hierarchical (multiscale) structure and have different mechanical behavior at each scale. The mechanical behavior of tendon mainly depends on the collagen fiber and its helical pattern. Understanding the overall mechanical behavior of the tendon requires attention to the behavior of each structural and microstructural level of the tendon. In this regard, communication between different scales as well as the process of interaction of structural components at different scales is necessary to better understand the behavior of this texture. Multiscale simulation is therefore considered an efficient tool in the biomechanical study of tendons and any other tissue with a hierarchical structure such as bone and vessel. Multiscale modeling of tendons is generally based on the assumption of the tendon as continuous and the theory of homogenization is used to make connections between structural levels. On the other hand, due to the complex structure and behavior of the tendon, numerical methods such as computational modeling and finite element method are used. In the present study, studies in the field of tendon biomechanics have been reviewed and on the other hand, using a multiscale approach, mechanical behavior simulation has been performed to finally have a better understanding of the tendon mechanical behavior. For this purpose, we use Holzapfel hyperelastic model for modeling the collagenous structure and the Neohookean model for the matrix. We extracted fibril material coefficients through optimization and curve fitting of the model with experimental stress, and we have simulated fiber, fascicle, and tendon by the multiscale method. Elastic modulus of each scale was obtained respectively:1898 MPa, 580 MPa, and 481 MPa for fiber, fascicle. On the other hand, by performing a tensile test on several tendons, the elastic modulus for the tendons was estimated to be 206 MPa. Finally, the values obtained from the simulation and experiment were compared with the corresponding values in the literature and its agreement was confirmed. Finally, the tendon damage was assessed by changing the amount of fiber dispersion (increasing irregularity in the orientation of collagen fiber) at the two scales of fascicle and tendon. By reducing the amount of elastic modulus observed and its consistency with studies, the ability of this model to predict tendon and microstructure behavior in a healthy and patient condition can be confirmed.

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Numerical and experimental simulation of multiscale behavior of tendon based on fibrils mechanical model

موضوع مستند نشده

خواص مکانیکی

موضوع مستند نشده

آزمایش کششی تاندون

موضوع مستند نشده

فیبر

موضوع مستند نشده

فاسیکل

موضوع مستند نشده

المان محدود

موضوع مستند نشده

روش چندمقیاسی

اصطلاح موضوعی

Mechanical Properties, Tendon Tensile Test, Fiber, Fascicle, Finite Element, Multiscale Method

اصطلاح موضوعی

خواص مکانیکی، آزمایش کششی تاندون، فیبر، فاسیکل، المان محدود، روش چندمقیاسی

مستند نام اشخاص تاييد نشده

مسلم، نگین

مستند نام اشخاص تاييد نشده

تقی‌زاده، هادی، استاد راهنما

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230617

شماره بازیابی

پزشکی.م ،۱۰۰۵۱ ،۱۳۹۹

نام ميزبان

ن‌ودنات‍ ی‌ششک‍ راتفر ش‌یامزآ و ی‌ددع‍ ی‌زاسه‌یبش‍ ه‌لیسو ه‌ب‍ ل‌یربیف‍ ی‌کیناکم‍ ل‌دم‍ ی‌انبم‍ رب‍ ن‌ودنات‍ ی‌سایقمدنچ‍ راتفر ی‌سررب‍.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

a15.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

pm10051.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۴۲۴۵

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y