15239

15239

تحليل رفتار مكانيكي غضروف مفصلي

دكتري تخصصي

مكانيك

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

دكتر منصور عليزاده

دكتر محمود مهرداد شكريه - دكتر پژمان مدني

مكانيك

چكيده غضروف هاي مفصلي جزء خانواده مواد دوفازي هستند كه از دو فاز مايع و جامد تشكيل شده اند. فاز جامد غضروف مفصلي از ماتريس پروتئوژليكن و الياف كلاژن تشكيل شده است. زاويه الياف كلاژن به صورت پيوسته و سه بعدي در عمق غضروف در حال تغيير است بنابراين خواص مكانيكي غضروف مفصلي نيز به صورت پيوسته در عمق غضروف تغيير مي كند. اندازه گيري آزمايشگاهي تغييرات خواص مكانيكي وابسته به عمق غضروف مفصلي بسيار دشوار است و اطلاعات كاملي در رابطه با تمامي خواص مكانيكي وابسته به عمق غضروف مفصلي در دسترس نيست. در اين رساله روابط ميكرومكانيك MDC براي محاسبه خواص مكانيكي وابسته به عمق غضروف مفصلي ارئه شده است. تابع تغييرات نسبت حجمي و زاويه الياف در عمق غضروف بوسيله اين روابط محاسبه شد. با استفاده از روابط ميكرومكانيك MDC مدل تحليلي پروالاستيك دوفازي همگن عرضي وابسته به عمق DBT براي محاسبه رفتار مكانيكي سه بعدي غضروف مفصلي ارائه شد. مقايسه نتايج آزمايشگاهي با محاسبات مدل DBT نشان مي دهد اين مدل توانايي محاسبه دقيق رفتار كلي وابسته به زمان غضروف مفصلي را داراست. علاوه بر آن مدل ارائه شده قادر است رفتار وابسته به عمق نواحي مختلف غضروف مفصلي را نيز محاسبه نمايد. نتايج شبيه سازي هاي المان محدود آزمايشات رهايش تنش و خزش در شرايط فشار محدود و نفوذگري توسط مدل DBT نشان مي دهد وجود الياف كلاژن باعثكاهش تنش هاي اعمالي بر ماتريس پروتئوژليكن در تمامي راستاها مي شود و بدين صورت استحكام نهايي غضروف مفصلي را افزايش مي دهد. واژه‌هاي كليدي:غضروف مفصلي، روابط ميكرومكانيك، تحليل رفتار مكانيكي وابسته به زمان، ماده همگن عرضي وابسته به عمق