BibTex RIS Cite

Değer Seçiminin Voksel Tabanli Sonlu Eleman Modellerinin Doğal Titreşim Davranişlari Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

Year 2013, Volume: 9 Issue: 1, 1 - 10, 01.03.2013

Abstract

Voxel based finite elements methods (VB-FE) in which obtained data by non-damaged imaging techniques are used as main input have an increasing area of usage while solving micro and nano scaled problems in several fields as medicine, mechanical and material engineering. Voxel based finite elements models are directly effected by image quality obtained by imaging techniques as computed tomography and magnetic resonance. In this study, effects of related subjects on natural vibration analysis of structures which have micro scaled complex geometry are investigated. For this purpose, natural vibration modes of three models which have same slice thickness and whose thresholds are changed in small values by using MicroBT imaging data of vertebral trabecular bone tissue are studied. Natural vibration behaviors of related finite elements models have numerical differences. Besides, although they have same mode numbers, the places where mode shapes and biggest deformations occur are also different

References

  • [1]. Zhang, Y., Bajaj, C. and Sohn, B. “3D finite element meshing from imaging data”, Comput. Method Appl. M., 194, pp. 5083–5106 (2005). [2]. Zhang, Y., Hughes, T.J.R. and Bajaj C.L. “An automatic 3D mesh generation method for domains with multiple materials”, Comput. Method Appl. M., 199, pp. 405-415 (2010).
  • [3]. Pahr, D.H. and Zysset, P.K. “A comparison of enhanced continuum FE with micro FE models of human vertebral bodies”, J. Biomech. , 42, pp. 455–462 (2009).
  • [4]. Soenke H.B., Wolfram S., Wolfhard S. and Fabian K. ”Small animal computed tomography imaging”, Current Medical Imaging Reviews, 3, pp. 45-59 (2007).
  • [5]. Chevalier, Y., Pahr, D., Allmer, H., Charlebois, M. and Zysset, P. “Validation of a voxel-based FE Method for prediction of the uniaxial apparent modulus of human trabecular bone using macroscopic mechanical tests and nanoindentation”, J. Biomech., 40, pp. 3333-3340 (2007).[6]. Hara, T., Tanck, E., Homminga, J. and Huiskes, R. “The influence of micro-computed tomography threshold variations on the assessment of structural and mechanical trabecular bone properties”, Bone, 31, pp. 107– 109 (2002).
  • [7]. Lai, Y.M., Quinb, H.Y., Lee, K.K.H. and Chan, K.M. “Regional differences in trabecular BMD and micro-architecture of weight-bearing bone under habitual gait loading—A pQCT and microCT study in human cadavers”, Bone, 37, pp. 274 – 282 (2005).
  • [8]. Altintas, G. and Erdem, R.T. “Effect of micro-ct slice intensity on natural vibration behavior of cancellous bone models based on reverse engineering techniques”, Procedia Technology, 1, pp. 318 – 322 ( 2012 ).,
  • [9]. Altintas, G. “Node-id based non-recursive flood fill algorithm for non-uniform discrete solid domains “, 2 nd World Conference On Information Technology, November 23-27 Antalya, Tur

DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS

Year 2013, Volume: 9 Issue: 1, 1 - 10, 01.03.2013

Abstract

DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Hasarsız görüntüleme teknikleri ile elde edilen dataların temel girdi olarak kullanıldığı voksel tabanlı sonlu eleman metotları tıp, mekanik ve malzeme mühendisliği gibi çeşitli branşlarda karşılaşılan mikro ve nano ölçekteki problemlerin çözümlenmesinde artan bir kullanım alanına sahiptir. Voksel tabanlı sonlu eleman modelleri bilgisayarlı tomografi (BT) ve manyetik rezonans (MR) gibi görüntüleme tekniklerinden elde edilen görüntü kalitesinden doğrudan etkilenmekte olup yapılan bu çalışmada, söz konusu etkilerin mikro ölçekte kompleks geometriye sahip yapıların doğal titreşim analizi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, vertebral trabecular kemik dokusunun Mikro-BT görüntü datası kullanılarak aynı dilim kalınlığına sahip sadece eşik değerleri gözün yanılma aralığı sayılabilecek değerlerde değiştirilmiş üç modelin doğal titreşim modları incelenmiştir. Söz konusu sonlu eleman modellerinin ortaya koyduğu doğal titreşim davranışları sadece sayısal değer farklılıkları değil, bunun yanında aynı mod numarasına sahip olmalarına rağmen, mod şekilleri ile en büyük şekil değiştirmelerin oluştuğu yerlerin aynı olmadığı görülmüştür.

INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS

Voxel based finite elements methods (VB-FE) in which obtained data by non-damaged imaging techniques are used as main input have an increasing area of usage while solving micro and nano scaled problems in several fields as medicine, mechanical and material engineering. Voxel based finite elements models are directly effected by image quality obtained by imaging techniques as computed tomography and magnetic resonance. In this study, effects of related subjects on natural vibration analysis of structures which have micro scaled complex geometry are investigated. For this purpose, natural vibration modes of three models which have same slice thickness and whose thresholds are changed in small values by using MicroBT imaging data of vertebral trabecular bone tissue are studied. Natural vibration behaviors of related finite elements models have numerical differences. Besides, although they have same mode numbers, the places where mode shapes and biggest deformations occur are also different.

References

  • [1]. Zhang, Y., Bajaj, C. and Sohn, B. “3D finite element meshing from imaging data”, Comput. Method Appl. M., 194, pp. 5083–5106 (2005). [2]. Zhang, Y., Hughes, T.J.R. and Bajaj C.L. “An automatic 3D mesh generation method for domains with multiple materials”, Comput. Method Appl. M., 199, pp. 405-415 (2010).
  • [3]. Pahr, D.H. and Zysset, P.K. “A comparison of enhanced continuum FE with micro FE models of human vertebral bodies”, J. Biomech. , 42, pp. 455–462 (2009).
  • [4]. Soenke H.B., Wolfram S., Wolfhard S. and Fabian K. ”Small animal computed tomography imaging”, Current Medical Imaging Reviews, 3, pp. 45-59 (2007).
  • [5]. Chevalier, Y., Pahr, D., Allmer, H., Charlebois, M. and Zysset, P. “Validation of a voxel-based FE Method for prediction of the uniaxial apparent modulus of human trabecular bone using macroscopic mechanical tests and nanoindentation”, J. Biomech., 40, pp. 3333-3340 (2007).[6]. Hara, T., Tanck, E., Homminga, J. and Huiskes, R. “The influence of micro-computed tomography threshold variations on the assessment of structural and mechanical trabecular bone properties”, Bone, 31, pp. 107– 109 (2002).
  • [7]. Lai, Y.M., Quinb, H.Y., Lee, K.K.H. and Chan, K.M. “Regional differences in trabecular BMD and micro-architecture of weight-bearing bone under habitual gait loading—A pQCT and microCT study in human cadavers”, Bone, 37, pp. 274 – 282 (2005).
  • [8]. Altintas, G. and Erdem, R.T. “Effect of micro-ct slice intensity on natural vibration behavior of cancellous bone models based on reverse engineering techniques”, Procedia Technology, 1, pp. 318 – 322 ( 2012 ).,
  • [9]. Altintas, G. “Node-id based non-recursive flood fill algorithm for non-uniform discrete solid domains “, 2 nd World Conference On Information Technology, November 23-27 Antalya, Tur
There are 7 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Journal Section Articles
Authors

Filiz Altıntaş This is me

B. Gültekin Sınır

Publication Date March 1, 2013
Published in Issue Year 2013 Volume: 9 Issue: 1

Cite

APA Altıntaş, F., & Sınır, B. G. (2013). DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(1), 1-10.
AMA Altıntaş F, Sınır BG. DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS. CBUJOS. March 2013;9(1):1-10.
Chicago Altıntaş, Filiz, and B. Gültekin Sınır. “DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS”. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9, no. 1 (March 2013): 1-10.
EndNote Altıntaş F, Sınır BG (March 1, 2013) DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9 1 1–10.
IEEE F. Altıntaş and B. G. Sınır, “DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS”, CBUJOS, vol. 9, no. 1, pp. 1–10, 2013.
ISNAD Altıntaş, Filiz - Sınır, B. Gültekin. “DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS”. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9/1 (March 2013), 1-10.
JAMA Altıntaş F, Sınır BG. DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS. CBUJOS. 2013;9:1–10.
MLA Altıntaş, Filiz and B. Gültekin Sınır. “DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS”. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 9, no. 1, 2013, pp. 1-10.
Vancouver Altıntaş F, Sınır BG. DEĞER SEÇİMİNİN VOKSEL TABANLI SONLU ELEMAN MODELLERiNiN DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - INVESTIGATION ON EFFECT OF TRESHOLD VALUES ON NATURAL VIBRATION BEHAVIOR OF VOXEL BASED FINITE ELEMENT MODELS. CBUJOS. 2013;9(1):1-10.