بررسی عددی رفتار الاستیک، پلاستیک و آسیب استخوان کورتیکال با اعمال یک مدل آسیب جدید

به دلیل نیازهایی که در جراحی های ارتوپدی وجود دارد، رفتار مکانیکی استخوان کورتیکال در بار گذاری سیکلی و نرخ کرنش فیزیولوژیک، مورد بررسی قرار گرفته است. تاکید بر روی توسعه قانون ساختاری است که بتواند رفتار حین بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد که در آزمایش ها مشاهده شده را ایجاد کند. مدل های ایجادشده دارای مد الاستیک ، مد آسیب و مد پلاستیک است. این مدل ها با ترکیب المان های ریولوژیک و اصول انرژی فرمول بندی خواهند شد. فرمول بندی ها بر مبنای دو متغیر حالت درونی آسیب و کرنش پلاستیک هستند. ابتدا دو مدل یک بعدی مستقل از نرخ کرنش فرمول بندی شده، یکی دارای یک متغیر آسیب و دیگری دارای دو متغیر آسیب مجزا در کشش و فشار است، مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از داده های آزمایشگاهی، ضرایب هر مدل به دست آمده است. با مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی، اصلاح لازم بر روی مدل ها صورت گرفته است. درنهایت با ترکیب معیار تسلیم ناهمسانگرد برسلر- پیستر و مدل یک بعدی مستقل از نرخ همراه دو متغیر آسیب، مدل سه بعدی متناظر حاصل شد. این مدل سه بعدی در قالب روش اجزاء محدود صریح پیاده سازی شده و نتیجه آن با نتایج شبیه سازی مدل یک بعدی و داده های تجربی سازگاری قابل قبولی نشان داد. این مدل سه بعدی مناسب شبیه سازی هندسه های پیچیده خواهد بود. ضریب تعیین برای مدل های یک بعدی RI، RI±، RI و RI± اصلاح شده و مدل سه بعدی به ترتیب مقادیر 882174/0، 965665/0، 995508/0، 996279/0 و 984866/0 حاصل شده است.