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离体猪气管异向力学特性及数值模拟研究
文献摘要：
目的 研究猪气管和主支气管各向异性的力学性能,通过有限元数值模拟确定描述气管变形的本构模型.方法 将收集的猪气管沿轴向剖开并展成平面,以展开后的气管长度方向0°为起始角度,逆时针方向获得30°、60°、90°、120°、150°、180°共6个角度方向的标本.利用电子万能试验机分别对6个角度方向标本进行单轴拉伸试验,获得标本在不同角度方向的应力和应变.采用Mooney-Rivilin超弹性模型对实验数据进行非线性拟合,得到模型材料特性参数,建立气管和主支气管有限元模型,并进行拉伸数值模拟.结果 不同角度的气管标本拉伸呈现出不同的应力-应变;在气管中,30°、120°和150°方向样本的应力范围为1.0～1.5MPa,60°和90°方向标本的应力范围为0.5～1.0 Mpa,180°方向标本的应力范围为2.5～3.0 Mpa;在主支气管中,30°、60°和150°方向标本的应力范围为0.8～1.0 Mpa,90°和180°方向标本的应力范围为1.4～1.8 Mpa,120°方向标本的应力范围为0.4～0.6 MPa,气管与主支气管有着明显的差异.经有限元模拟验证,Mooney-Rivilin本构模型适合于描述气管的小变形行为.结论 猪气管呈现较强的各向异性,Mooney-Rivilin模型可以表征气管小变形行为.研究结果为临床治疗中气管切除重建及支气管镜等手术器械介入治疗提供理论依据.
文献关键词：
气管;主支气管;力学性能;各向异性;Mooney-Rivilin模型
中图分类号：
作者姓名：
魏雯;司利钢;王亚君;鲍玉冬;齐东博
作者机构：
哈尔滨医科大学附属第一医院儿内科,哈尔滨150000;哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室,哈尔滨150080
文献出处：
引用格式：
[1]魏雯;司利钢;王亚君;鲍玉冬;齐东博-.离体猪气管异向力学特性及数值模拟研究)[J].医用生物力学,2022(02):231-237
A类：
B类：
离体,数值模拟研究,主支气管,各向异性,有限元数值模拟,本构模型,剖开,成平,管长,逆时针,电子万能试验机,方向标,单轴拉伸试验,得标,Mooney,Rivilin,超弹性模型,非线性拟合,模型材料,材料特性,特性参数,管有,管标,5MPa,Mpa,有限元模拟,模拟验证,小变形,变形行为,中气,支气管镜,手术器械,介入治疗
AB值：
0.28647
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