FEM simulering av spricka i biologisk vävnad

Sammanfattning: Syftet i denna studien var att ta fram en metod för att simulera spricktillväxt i enbiologisk vävnad med hjälp av FEM programmet COMSOL. Målet är att ta undersökaom COMSOL är lämpligt för sådana simuleringar samt att parametrarna som togsfram med metoden ska kunna användas för ytterligare simulationer av sammamaterial. Med COMSOL simulerades en biologisk vävnad som dras isär, där olika parametrarundersöktes. Utgångspunkten var en experimentell studie som gjorts på grisvävnad.Stora deformationer hindrade användningen av linjära beräkningar, och iställetkrävdes icke-linjära metoder. Tre olika hyperelastiska modeller jämfördes för deninitiala töjningen av materialet, och för spricktillväxten användes kohesiva zoner medtvå olika former på TSL, T raction separation law. För de hyperelastiska egenskapernasimulerades Neo-Hookean, Mooney-Rivlin och Yeoh modellerna. För spricktillväxtenanvändes en Bilinjär och en expontential TSL, båda är energibaserade. Resultaten visade att metoden är lovande men inte fullständig för att simulerabiologiska vävnader. Neo-Hookeans och Mooney-Rivlins hyperelastiska modellerräckte ej för att simulera uttöjningen, medan Yeohs modell med parametervärdenC10 = 0.21 M P a, C20 = 0.08 M P a och C30 = 0.1 M P a såg lovande ut. För TSLstod det klart att en exponentiell form passade det givna datan bäst. För simuleringenav spricktillväxten är det tre värden som ska överensstämma med det givna datan.Max lasten, förskjutningen vid begynnelse av spricktillväxt och förskjutningen vidtotalkollaps. Med de första två värden rätt var det inte möjligt, med denna modellen,att få rätt värde vid total kollaps.