Identification of soft tissue mechanical material model and corresponding parameters from in vivo experimental data by using inverse finite element method
Yumuşak doku mekanik malzeme modeli ve model parametrelerinin canlı dokuda ve yerinde deneylerden elde edilen verilerle evrik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kestirilmesi
- Tez No: 176839
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 316
Özet
Bu tezin amacı genel olarak yumuşak biyolojik dokular için en iyi malzeme modelini araştırmaktır. İnsan vücudunun farklı bölgeleri dış yükleme durumlarına gerilim gevşemesi, sünme, histeris ve alışma gibi farklı tepkiler verirler. Bu bölgeler viskoelastik, poroelastik veya psödoelastik olarak kabul edilebilirler. Bu çalışmada, yumuşak doku malzemesi olarak bunlardan birinin seçimi yapıldıktam sonra, sonlu elemanlar modeli ve bu modelle beraber kullanılacak malzeme kodu meydana getirilmiştir. Malzeme kodunun uygun şekilde çalıştığı, gerçek modelden önce daha basit bir sonlu elemanlar modelinde denenerek ispatlanmıştır. Daha sonra, malzeme kodunun içerisindeki ön kolun orta kısmına eliptik uç ile yapılan basma deneyleri sonucu alınan deneysel veriyi mümkün olduğu kadar yakın kestiren katsayılar evrik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Sonuç olarak yumuşak dokunun karakteristik özellikleri kestirilebilmiştir. Sonlu elemanlar modelinin büyüklüğüne ve hesaplama sürelerinin uzunluğuna rağmen (alışma etkisinin hesaplanmasında bir güne kadar), gevşeme ve sünme davranışları sırasıyla % 0.74 ve % 0.43 normalize edilmiş hata kareleri toplamı değerleriyle kestirilebilmiştir. Histeris ve alışma etkilerinin kestiriminde ise bu hata oranları kabul edilebilir olan % 2.56 ve % 3.89 olarak ortaya çıkmıştır. Bu değerler, kullanılan malzeme modellerinin yumuşak biyolojik doku davranışının kestirimine uygun olduğunu göstermektedir. İnsan vücudunun farklı yerlerinden alınan yumuşak doku deney sonuçları kullanılarak farklı yumuşak dokuların davranışlarının kestirimi de bu malzeme modelleri kullanılarak yapılabilir.
Özet (Çeviri)
The purpose of this thesis is to search for the best material model for soft biological tissues in general. Different sections of human body exhibit different responses like stress relaxation, creep, hysteresis and preconditioning to external loading conditions. These body sections can be assumed as viscoelastic, poroelastic or pseudoelastic. After making the choice of the material model from one of these for the current study, the finite element model and the material code to be used with this model have been created. The material code has also been tried on a simple finite element model before implementing to the real model to prove the fact that it is working properly. Then, the constants in the code which simulates the in vivo experimental data that was obtained by indenting the elliptic indenter tip into the forearm, medial part as close as possible, have been derived by inverse finite element method. Consequently, the characteristic behaviors of the soft tissue could be simulated. Despite the big size of the finite element model and very long submission times (up to one day for preconditioning simulation), relaxation and creep behaviors could be simulated with the maximum normalized sum of square errors of 0.74 % and 0.43 %, respectively. The number of square errors for the hysteresis and preconditioning behaviors appeared as 2.56 % and 3.89 % which are also acceptable values. These values prove that these material models are well suited for the simulation of the behavior of soft biological tissues. By using different experimental data obtained from other sections of human body, simulation of the behavior of different soft tissues can be achieved by using these material models.
Benzer Tezler
- In vivo indenter experiments on soft biological tissues for identification of material models and corresponding parameters
Mekanik malzeme modeli ve ilgili parametrelerin kestirilmesi için yumuşak biyolojik dokular üstünde yapılan yerinde indentör deneyleri
ALİ TOLGA PETEKKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
- Formulation and implementation of a fractional order viscoelastic material model into finite element software and material model parameter identification using in-vivo indenter experiments for soft biological tissues
Yumuşak biyolojik dokular için kesirli türevler yardımıyla malzeme modeli oluşturulması ve sonlu elemanlar analizi yazılımına uygulanarak malzeme parametrelerinin yerinde canlı indentör deneyleri kullanılarak elde edilmesi
NAGEHAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
- Diş protezlerinde alkalin bazlı dezenfeksiyonun etkinliğinin araştırılması
Investigation of alkaline-based disinfection effectiveness in dental prostheses
VENHAR CAHA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
MikrobiyolojiSakarya ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM AYDEMİR
- Ortognatik cerrahi uygulanan hastalarda yumuşak doku değişikliklerinin değerlendirilmesi: retrospektif bir çalışma
Evaluation of soft tissue changes in patients undergoing orthognathic surgery: a retrospective study
MERVE ÖZTÜRK MUHTAR
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2024
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiAğız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EROL CANSIZ
- Mersin kıyı şeridinde dağılım gösteren Patellidae (Archeogastropoda) türlerinin zonasyonunda yumuşak doku mikroplastik düzeyinin etkisi
The effect of soft tissue microplastic level on the zonation of Patellidae (Archeogastropoda) species distributed in Mersin coastline
EZGİ DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Su ÜrünleriMersin ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURAY ÇİFTÇİ