A combined growth and remodeling framework for the approximation of residual stresses in arterial walls
A combined growth and remodeling framework for the approximation of residual stresses in arterial walls
复制标题
用于近似动脉壁残余应力的组合生长和重塑框架
DOI：
10.1002/zamm.201700273
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
D. Balzani
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Zahn;D. Balzani
提出了一个在胶原纤维重定向意义上的倍增生长和纤维重塑的组合模型，用于模拟动脉组织的适应过程，这两种机制都被认为是由主应力的强度和方向决定的。生长张量的广义公式包括多达三个垂直各向异性方向，这三个方向是基于局部主应力状态定义的。通过建立现有纤维取向向量和目标纤维取向向量之间的角度的标量演化方程，以直接的方式并入重塑。在理想动脉节段的数值算例中，说明了纤维重塑算法，并比较了不同的生长张量方法对加载状态下的应力、纤维角和残余应力的影响。
A combined model of multiplicative growth and fiber remodeling in the sense of a reorientation of the collagen fibers is proposed for the simulation of adaptation processes in arterial tissues, where both mechanisms are supposed to be governed by the intensity and the direction of the principal stresses. The generalized formulation of the growth tensor includes up to three perpendicular anisotropy directions, which are defined based on the local principal stress state. Remodeling is incorporated in a straightforward manner by formulating a scalar evolution equation for the angle between the existing and the target fiber orientation vectors. In numerical examples on idealized arterial segments, the fiber remodeling algorithm is illustrated and a comparison of different approaches for the growth tensor with respect to stresses in the loaded state, fiber angles and residual stresses is conducted.
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