Finite element optimization for estimating homogeneous and inhomogeneous material properties of linear and nonlinear biphasic soft tissues
Lineer ve lineer olmayan iki fazlı yumuşak dokuların homojen ve homojen olmayan malzeme özelliklerinin sonlu elemanlar optimizasyonu ile tespiti
- Tez No: 450320
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KEREM ÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Kıkırdak dokusunun malzeme özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak; dokunun mekanik fonksiyonunu, patolojisini ve ayrıca kıkırdak dokusunun yerine koyulabilecek olan ikame malzemelerin mekaniğini de tayin etmek için önemlidir. Bu bakımdan, yumuşak dokuların mekanik özelliklerini tanımlamak için etkili ve güvenilir araçlara ihtiyaç vardır. Bu tez çalışmasının amacı, kıkırdağın homojen ve homojen olmayan (özellikle derinliğe bağlı) malzeme özelliklerini deneysel veriler kullanarak belirlemek için bir sonlu elemanlar optimizasyon yöntemi (prosedürü) geliştirmektir. Kıkırdak iki fazlı bir süreklilik olarak modellenmiştir ve katı fazı lineer elastik veya hiperelastik olarak alınmıştır. Optimizasyon yöntemi, SE sonuçlarının(ör., hesaplamalı deneyin çıktıları) malzeme özelliklerindeki değişime göre hassasiyetinin analitik veya sayısal olarak hesaplandığı bir hassasiyet analizine dayanır. Optimizasyon yöntemi, kıkırdağın bilinen iki deneysel konfigürasyonunda test edilmiştir. Lineer elastik doku için, malzeme özelliklerinin doğrusal veya kuadratik bir varyasyonu doku derinliği boyunca kabul edilirken, hiperelastik doku özellikleri homojen alınmıştır. Optimizasyon yönteminin hem lineer hem de lineer-olmayan analizlerde malzeme özelliklerini tahmin etmede etkili olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
A knowledge of material properties of cartilage tissue is essential to assess its mechanical function, pathology as well as the mechanics of substitute materials used to replace it. Hence, efficient and reliable tools are needed to accurately characterize the mechanical properties of soft tissue. The objective of this thesis research is to develop a finite element optimization procedure to determine the homogeneous and inhomogeneous (in particular, depth-dependent) material properties of cartilage using experimental data. Cartilage is modeled as a biphasic continuum and its solid phase is taken either linear elastic or hyperelastic. The optimization method is based on a sensitivity analysis where the sensitivity of the FE results to a variation in the material properties is either analytically or numerically evaluated. The material properties are updated based on the sensitivities of the material properties and the difference between the actual experimental data and computational experimental data. The optimization method has been tested in two common experimental configurations of cartilage. For linear elastic tissue, either a linear or a quadratic variation of the material properties have been assumed through the tissue depth, while the hyperelastic tissue properties have been taken homogeneous. The optimization method has been found to be efficient to estimate the material properties both in linear and nonlinear analysis.
Benzer Tezler
- Artımlı şekillendirme yönteminin otomotiv sektörü uygulamalarına yönelik olarak geliştirilmesi
Development of incremental forming method for automotive sector applications
ÖMER SEÇGİN
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZSERT
- Frezeleme işlemi sırasında iş parçasındaki sıcaklık dağılımının analizi
Thermal analysis of work piece during milling process
TAYGUN RECEP GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
- The numerical magneto-thermal analysis on transformer covers plate
Transformatör kapağında nümerik manyeto-termal analizi
MOHAMMAD ZIA ZAHEDI
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRES İSKENDER
- Performance of laminated glass subjected to blast and impact loading
Patlama ve darbe yüklemesine maruz kalan lamine camın yapısal performansı
MOHELDEEN HEJAZI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SARI
- Bir eğitim uçağı kanadının çok disiplinli tasarım eniyilemesi
Multi-disciplinary design optimization of a training aircraft wing
MERVE KENTER AHRAZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM ACAR