- Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
- Vol: 11 Issue: 3
- Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar An...
Koyun Ön Çapraz Bağının Hiperelastik Malzeme Özelliklerinin In-Vitro ve 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Analizi ile Değerlendirilmesi
Authors : Ismail Hakkı Korkmaz
Pages : 2245-2254
Doi:10.21597/jist.895137
View : 12 | Download : 7
Publication Date : 2021-09-01
Article Type : Research
Abstract :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.Keywords : Biyomekanik, Koyun Ön Çapraz Bağı, Hiperelastisite, Sonlu Elemanlar Yöntemi