使用相场模型预测肱骨近端的骨折
数值分析
2023-12-05 v1 数值分析
摘要
肱骨近端嵌插骨折在老年人群中具有临床关注性。基于CT的有限元方法预测此类骨折遇到若干主要障碍，如异质力学特性以及由压应变引起的骨折。我们在此提议研究一种嵌入有限胞元法（FCM）的相场法（PFM）变体，以模拟新鲜冷冻人肱骨中的嵌插肱骨骨折。将力-应变响应、失效载荷与骨折路径与实验观察进行比较以作验证。PFM（通过正则化参数 ）首先由一个实验校准，之后用于预测另外两根新鲜冷冻人肱骨的力学响应。所有肱骨均在外科颈处骨折，并通过数字图像相关（DIC）监测应变。弹性 regime 中的实验应变以良好一致性重现（），类似于已验证的有限元方法[9]。PFM预测的外科颈处失效模式与骨折演化对全部三根肱骨均极好地模仿了实验观察。计算失效载荷的最大相对误差为 。据我们所知，这是首个能良好预测实验性压缩失效模式以及肱骨近端骨折中力-应变关系的方法。
引用
@article{arxiv.2206.11591,
title = {Predicting Fracture in the Proximal Humerus using Phase Field Models},
author = {L. Hug and G. Dahan and S. Kollmannsberger and E. Rank and Z. Yosibash},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11591},
year = {2023}
}