Publicación: Propiedades del anillo fibroso torácico: extensibilidad de las propiedades lumbares y aproximación metodológica del modelo de material
Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
En los modelos de elementos finitos (EF) de anillos fibrosos (AF) se distinguen dos metodologías para modelizar su anisotropía: la inclusión de capas de muelles axiales que simulan el comportamiento de las fibras de colágeno y su modelización mediante el modelo HGO. A menudo, los coeficientes de estas propiedades mecánicas se obtienen mediante la calibración con el rango de movimiento (ROM) determinado experimentalmente para dicho AF. Posteriormente, esas propiedades se extienden al resto del segmento. Este estudio evalúa la extensibilidad de los modelos de material calibrados para el segmento lumbar a la parte torácica. Diez modelos de EF se construyeron para cada metodología, simulando las condiciones de carga del ensayo experimental. Los resultados mostraron que la metodología de muelles axiales produce diferencias mayores que el modelo HGO con respecto al experimental, pero que la extensibilidad de las propiedades lumbares al segmento torácico no está justificada para ninguna de ellas si el objeto de análisis es el ROM, debiendo tener que realizar una calibración para cada segmento.
In finite element (FE) models of the annulus fibrosus (AF), two methodologies are distinguished for modeling its anisotropy: the inclusion of axial spring layers that simulate the behavior of collagen fibers and modeling using the HGO model. Often, the coefficients for these mechanical properties are obtained through calibration with the experimentally determined range of motion (ROM) for that AF. These properties are then extended to the rest of the segment. This study evaluates the extensibility of lumbar-calibrated material models to the thoracic region. Ten FE models were constructed for each methodology, simulating the loading conditions of the experimental test. The results showed that the axial spring methodology produces greater differences from the experimental data compared to the HGO model, and that the extensibility of lumbar properties to the thoracic segment is not justified for any of them if the analysis objective is the ROM, necessitating calibration for each segment.
In finite element (FE) models of the annulus fibrosus (AF), two methodologies are distinguished for modeling its anisotropy: the inclusion of axial spring layers that simulate the behavior of collagen fibers and modeling using the HGO model. Often, the coefficients for these mechanical properties are obtained through calibration with the experimentally determined range of motion (ROM) for that AF. These properties are then extended to the rest of the segment. This study evaluates the extensibility of lumbar-calibrated material models to the thoracic region. Ten FE models were constructed for each methodology, simulating the loading conditions of the experimental test. The results showed that the axial spring methodology produces greater differences from the experimental data compared to the HGO model, and that the extensibility of lumbar properties to the thoracic segment is not justified for any of them if the analysis objective is the ROM, necessitating calibration for each segment.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica, FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
modelo computacional, elementos finitos, anillo fibroso, torácico, HGO, Computational model, finite elements, annulus fibrosus, thoracic, HGO
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica