Zastosowanie modeli hipersprężystych w opisie materiału silikonowego wykorzystywanego na linery ortopedyczne poddanego obciążeniu z różną prędkością

• Autorzy: Łagan S. , Liber-Kneć A.

Warianty tytułu

EN

The application of hyperelastic models for the description of silicone material used for orthopedic liners under load at different speed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono porównanie wyników modelowania właściwości hipersprężystych materiału silikonowego wykorzystywanego na linery ortopedyczne. Próbki do badań wycięto z obszaru bliższego (mezjalny) gotowego lineru ortopedycznego. Do dopasowania danych doświadczalnych uzyskanych w jednoosiowej statycznej próbie rozciągania wykorzystano hipersprężyste modele materiałowe neo-Hooke’a, Mooney-Rivlina, Ogdena, Martinsa, VerondaWestmanna oraz Yeoha. Wykonano analizę współczynników korelacji. Opisano wpływ prędkości rozciągania (5 i 30 mm/min) na wartości stałych modelowych.

EN

Comparison of modeling results of hyperelastic properties of silicone material used for orthopedic liners was carried out. The test specimens were cut from the proximal (upper) area of silicone liner. The neo-Hookean, MooneyRivlin, Ogden, Martins, Veronda-Westmann and Yeoh material models were used to match experimental data obtained in uniaxial static tensile test. Analysis of correlation coefficients was performed. The effect of deformation velocity (5 and 30 mm/min) on model constants was described.

Słowa kluczowe

PL

statyczna próba rozciągania; silikon ortopedyczny; hipersprężyste modele materiałowe

EN

tensile test; orthopedic silicone; hyperelastic material models

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 31, nr 62
• Strony: 62--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Łagan S.

• Zakład Mechaniki Doświadczalnej i Biomechaniki, Politechnika Krakowska

autor

Liber-Kneć A.

• Zakład Mechaniki Doświadczalnej i Biomechaniki, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• 1. Al-Fakih E. A., Abu Osman N. A., MahmadAdikan F. R.: Techniques for interface stress measurements within prosthetic sockets of transtibialamputees: a review of the past 50 years of research. „Sensors” 2016, 16(7), 1119.
• 2. Beda T.: An approach for hyperelastic model-building and parameters estimation a review of constitutive models. „European Polymer Journal” 2014, 50(1), p. 97–108.
• 3. Cavaco A., Ramalho A., Pais S., Duraes L.: CNT-polydimethylsiloxane nanocomposites for prosthesis interfaces. In: 10th International Conference on Composite Science and Technology–Proceedings” 2015, p. 1–9.
• 4. Destrade M., Saccomandi G., Sgura I.: Methodical fitting for mathematical models of rubber-like materials. „Proceedings of Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. Vol. 473, Iss.2198, 1 February 2017, Article number 20160811. DOI:10.1098/rspa.2016.0811.
• 5. Kim B., Lee S.B., Lee J., Cho S., Park H., Yeom S., Park S.H.: A comparison among neo-Hookean model, Mooney Rivlin model, and Ogden model for chloroprene rubber. „International Journal of Precision Engineering and Manufacturing” 2012, 13 (5), p. 759–764.
• 6. Li J., Tarvainen T., Rich J., Turunen M., Paulasto-Krockel M.: Hyperelastic property measurements of heat- cured silicone adhesives by cyclic uniaxial tensile test. „Journal of Electronic Materials” 2012, 41(9), p. 2613– 2620.
• 7. Łagan S., Liber-Kneć A.: Application of the Ogden model to the tensile stress-strain behavior of the pig’s skin. „Modeling and Simulations in Biomechanics. Advances in Intelligent Systems and Computing” Springer International Publishing, 2017, 526, p. 145–152.
• 8. Martins P., Jorge R.N., Ferreira A.: A comparative study of several material models for prediction of hyperelastic properties: application to silicone-rubber and soft tissues. „Strain” 2006, 42, p. 135–147.
• 9. Safshekan F., Mohammad Tafazzoli-Shadpour M., Abdouss M., Shadmehr M.B.: Mechanical characterization and constitutive modeling of human trachea: age and gender dependency. „Materials” 2016, 9, p. 456–468.
• 10. Shergold O.A., Fleck N.A., Radford D.: The uniaxial stress versus strain response of pig skin and silicone rubber at low and high strain rates. „International Journal of Impact Engineering” 2006, 32, p. 1384–1402.