EN
TR
Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi
Öz
Biyomekanik alanındaki bilgisayar simülasyonlarında bağ dokularının modellenmesi simülasyonun anatomiye uygun olarak başarılması için önemlidir. Bağ dokuları, bu tip çalışmalarda çoğunlukla hiperelastik malzeme olarak tanımlanırlar. Ancak hiperelastik malzeme olarak tanımlanması için çekme, basma, sürünme vb. gibi testlerden elde edilmiş verilerle oluşturulan bir matematiksel malzeme modeline ihtiyaç vardır. Malzeme modeli olarak kullanılabilecek birçok fenomenolojik model bulunmaktadır. Bu çalışmada, bağ dokusunun simülasyonu, Neo-Hookean, Ogden 2. Derece ve Yeoh 2. Derece hiperelastik malzeme modellerine göre oluşturulmuştur. Modellerin kullanacağı gerilme-birim şekil değiştirme eğrisi verileri için koyun ön çapraz bağının in-vitro olarak tek eksenli çekme deneyi yapılmıştır. Deneyden elde edilen verilere göre malzeme modelleri için gerekli olan malzeme sabitleri hesaplanmıştır. Yapılan analizler sonucunda bağ dokusunda, Ogden 2. Derece ve Yeoh 2. Derece modellerinin birbirine yakın, Neo-Hookean modelinin ise farklı gerilme değerlerine sahip sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Üç modelden ve in-vitro testten elde edilen gerilme-birim şekil değiştirme eğrilerinin uyumu Kök Ortalama Kare Hatası(RMSE) değerlerine göre değerlendirilmiştir. Neo-Hookean, Ogden 2. Derece ve Yeoh 2. Derece hiperelastik malzeme modellerinin RMSE değerleri sırasıyla 4.9597, 1.9704 ve 2.3644 olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak, malzeme sabiti sayısı fazla olan Ogden 2. Derece hiperelastik malzeme modeli hem normal ve vonmises gerilme değerlerine hem de RMSE değerlerine göre in-vitro test sonuçlarına daha yakın sonuçlar üretmiştir. Bağ dokusunu simülasyonları için analiz edilen üç model arasında bu malzeme modelinin kullanımının daha uygun olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Bashkuev M, Reitmaier S, Schmidt H, 2020. Relationship between intervertebral disc and facet joint degeneration: A probabilistic finite element model study. Journal of Biomechanics, 102: 109518.
- Benítez, JM, Montáns FJ, 2017. The mechanical behavior of skin: Structures and models for the finite element analysis. Computers & Structures, 190, 75-107.
- Bermel E.A, Thakral S, Claeson AA, Ellingson AM, Barocas VH, 2020. Asymmetric in-plane shear behavior of isolated cadaveric lumbar facet capsular ligaments: Implications for subject specific biomechanical models, Journal of Biomechanics, 105: 109814.
- Bijalwan A, Patel BP, Marieswaran M, Kalyanasundaram D, 2018. Volumetric locking free 3D finite element for modelling of anisotropic visco-hyperelastic behaviour of anterior cruciate ligament. Journal of Biomechanics, 73: 1–8.
- Brandão S, Parente M, Mascarenhas T, da Silva ARG, Ramos I, Jorge RN, 2015. Biomechanical study on the bladder neck and urethral positions: Simulation of impairment of the pelvic ligaments. Journal of Biomechanics, 48(2): 217–223.
- Caragiuli M, Mandolini M, Landi D, Bruno G, De Stefani A, Gracco A, Toniolo I, 2021. A finite element analysis for evaluating mandibular advancement devices. Journal of Biomechanics, 119: 110298.
- Chen ZW, Joli P, Feng ZQ, Rahim M, Pirro N, Bellemare ME, 2015. Female patient-specific finite element modeling of pelvic organ prolapse (POP), Journal of Biomechanics, 48(2): 238-245.
- Cifuentes-De la Portilla C, Pasapula C, Larrainzar-Garijo R, Bayod J, 2020. Finite element analysis of secondary effect of midfoot fusions on the spring ligament in the management of adult acquired flatfoot. Clinical Biomechanics, 76: 105018.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Makine Mühendisliği
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Yayımlanma Tarihi
1 Eylül 2021
Gönderilme Tarihi
11 Mart 2021
Kabul Tarihi
7 Mayıs 2021
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2021 Cilt: 11 Sayı: 3
APA
Korkmaz, İ. H. (2021). Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi. Journal of the Institute of Science and Technology, 11(3), 2245-2254. https://doi.org/10.21597/jist.895137
AMA
1.Korkmaz İH. Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2021;11(3):2245-2254. doi:10.21597/jist.895137
Chicago
Korkmaz, İsmail Hakkı. 2021. “Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology 11 (3): 2245-54. https://doi.org/10.21597/jist.895137.
EndNote
Korkmaz İH (01 Eylül 2021) Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi. Journal of the Institute of Science and Technology 11 3 2245–2254.
IEEE
[1]İ. H. Korkmaz, “Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi”, Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der., c. 11, sy 3, ss. 2245–2254, Eyl. 2021, doi: 10.21597/jist.895137.
ISNAD
Korkmaz, İsmail Hakkı. “Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology 11/3 (01 Eylül 2021): 2245-2254. https://doi.org/10.21597/jist.895137.
JAMA
1.Korkmaz İH. Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2021;11:2245–2254.
MLA
Korkmaz, İsmail Hakkı. “Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology, c. 11, sy 3, Eylül 2021, ss. 2245-54, doi:10.21597/jist.895137.
Vancouver
1.İsmail Hakkı Korkmaz. Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 01 Eylül 2021;11(3):2245-54. doi:10.21597/jist.895137