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使用变分框架识别多层动脉壁组织中的残余应力。 (英语) Zbl 1439.74190号

摘要:在过去的几十年中,发表了大量的文献来研究动脉壁的力学行为。体外实验使本构模型的发展和材料参数的表征成为可能,有助于理解血管组织的机械生物学响应。此外,揭示了无载荷配置中残余应力的存在,并量化了其对组织一般应力状态的影响。近年来,数据同化技术在心血管建模领域发展迅速,主要侧重于利用医学成像和体外环境提供的信息估计动脉壁段的材料参数。然而,关于残余应力的估计,这一研究领域还处于早期阶段,动脉组织的完整功能表征仍需要大量工作。在此背景下,提出了开发残余应力估算工具的概念变分框架。特别是,基于血管的全位移场测量,提出了表征动脉壁残余变形和相关应力的变分公式。考虑到已知数据,即表征组织行为的材料参数和一组动脉壁配置与明确定义的压力载荷平衡,我们提出了一个成本函数,用于测量由于缺乏残余应力知识而导致的机械失衡。通过这种方式,残余应力的表征成为最小化此类成本函数的问题。给出了三个数值例子,突出了该方法的潜力。在这些示例中,对代表三层主动脉的圆柱形几何体中的残余应力进行了表征。

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74升15 生物力学固体力学
74A10号 强调
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