动脉壁零应力状态和材料参数的无损识别

作     者：赵学峰 钱璟 ZHAO XueFeng;QIAN Jing

作者机构：爱荷华大学机械与工业工程系美国爱荷华52242 深圳浥清环保科技有限公司深圳518112 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2018年第48卷第5期

页      面：28-38页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学] 

主　　题：动脉血管 材料参数 逆问题 无损伤 

摘      要：动脉的材料参数识别在现代生物医学工程领域有着重要的意义.不同于传统的切割实验方法,本文提出了一种新的无损识别的方法来识别动脉壁的零应力状态,即其内半径和张开角,并由此来确定动脉壁中残余应力的分布.该方法的本质是从优化的角度定义了一个逆问题,利用动脉壁的一系列负载构型来确定表征其零应力状态的两个几何参数.本文采用数值模拟的实验对该方法的可行性进行了验证,并同时讨论了实验误差对逆向分析精确性的影响,进而提出了一个利用动脉壁的压力-半径关系对具有误差的实验数据进行修正的方法.另外,本文还通过应用平均拉伸比和平均应力的概念,提出了一种无损识别的方法来识别动脉的Fung本构模型中的材料参数,并且利用识别所得到的材料参数来识别动脉壁的零应力状态.