Identifikace materiálových parametrů vrstev stěny tepny z homogenizovaných dat napětí-přetvoření

Material parameter identification of arterial wall layers from homogenized stress-strain data

journal article - other

en

Multi-layer structure of the artery can have significant effects on the resulting mechanical behaviour of the artery wall. Separation of the artery into individual layers is sometimes performed to identify the layer-specific parameters of constitutive model proposed by Holzapfel (2000). Inspired by this single-layer model, a double-layer model was formulated and used for identification of material parameters from homogenized stress-strain data (of non-separated artery wall). The paper demonstrates that the layer-specific parameters of the double-layer constitutive model can be indentified without the need of artery separation. The resulting double-layer model can credibly describe the homogenized stress-strain behaviour of the real artery wall including large-strain stiffening effects attributed to multi-layer nature of the artery.

Článek se zabývá identifikací parametrů dvouvrstvého konstitutivního modelu stěny tepny, jestliže pro materiálové zkoušky není možné tyto vrstvy oddělit a testuje se celá stěna. Model byl inspirován jednovrstvým hyperelastickým modelem Holzapfel (HGO), na jehož základě byl formulován konstitutivní model pro dvouvrstvou stěnu a použit pro identifikaci parametrů ze zkoušek na celé stěně tepny bez separace jednotlivých vrstev. Článek ukazuje,že je možné identifikovat tyto parametry bez potřeby separace jednotlivých vrstev. Výsledný dvouvrstvý model je schopen věrohodně popsat deformačně-napěťové chování skutečné tepny včetně efektu zpevnění při velkých deformacích, který je důsledkem vícevrstvé vláknité struktury stěny tepny.

Multi-layer structure of the artery can have significant effects on the resulting mechanical behaviour of the artery wall. Separation of the artery into individual layers is sometimes performed to identify the layer-specific parameters of constitutive model proposed by Holzapfel (2000). Inspired by this single-layer model, a double-layer model was formulated and used for identification of material parameters from homogenized stress-strain data (of non-separated artery wall). The paper demonstrates that the layer-specific parameters of the double-layer constitutive model can be indentified without the need of artery separation. The resulting double-layer model can credibly describe the homogenized stress-strain behaviour of the real artery wall including large-strain stiffening effects attributed to multi-layer nature of the artery.

Určování parametrů, nelineární regrese, Holzapfelův model, mechanika stěny tepny, hyperelasticita, HYPERFIT

parameter fitting, non-linear regression, Holzapfel model, arterial wall mechanics, hyperelasticity, HYPERFIT.

2011

01.02.2011

Taylor & Francis Group

1025-5842

14

01

33–41

9