利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展

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	利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展; Study on Accumulation of Microdamage in Bone by Using Probabilistic Damage Model
	罗青 ; 荣起国
刊名	系统仿真学报
	2011
关键词	微损伤概率损伤分析有限元矿物质-胶原复合材料模型 microdamage probabilisfic damage analysis finite element mineral-collagen composites model
英文摘要	骨中微损伤的形成是能量耗散的一种主要机制，并起到韧化骨组织的作用。该研究提出了一个新的矿物质二胶原复合材料的随机损伤模型，结合随机场理论与有限元算法，证明了骨成分超微结构和材料特性对微损伤的发展有着显著的影响。骨组织中，矿物质－胶原纤维界面间的脱离，使得应力集中区域扩散，因此微损伤倾向于发展成为扩散损伤；而当矿物质与胶原纤维结合良好时，微损伤更容易发展成为线性微裂纹。此外，骨组织的矿化程度越高，微损伤形成的区域越大，从而有形成扩散损伤的趋势。该研究方法可以帮助我们进一步理解骨成分超微结构和材料特性对损伤发展的影响，从而提供一个平台来探索骨质疏松和老年性骨折的机制。; Microdamage formation is responsible for absorbing fracture energy, and it may serve as a toughening mechanism for bone tissues. The research proposed a novel probabilistic damage model of mineral-collagen composites. Combining the theory of random field and the finite element algorithm, it demonstrated that microdamage formation in bone was dependent on the ultrastructure and material properties of bone constituents. The debonding at mineral-collagen interfaces expanded the stress concentration zone. Thus, microdamage was prone to developing a diffuse damage. On the contrary, when the interfacial debonding was absent, the formation of a linear microcrack would be facilitated. Furthermore, the patch of microdamage accumulation became wide when the bone tissues were highly mineralized. Consequently, microdamage trended towards a diffuse damage. This approach may help us farther understand the effects of the ultrastructure and material properties of bone constituents on microdamage accumulation, and eventually offer us a sight on the underlying mechanism of bone fracture.; 国家自然科学基金; 中文核心期刊要目总览(PKU); 中国科技核心期刊(ISTIC); 中国科学引文数据库(CSCD); 0; 10; 2052-2055; 23
语种	中文
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.pku.edu.cn/handle/20.500.11897/14368]
专题	工学院
推荐引用方式 GB/T 7714	罗青,荣起国. 利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展, Study on Accumulation of Microdamage in Bone by Using Probabilistic Damage Model[J]. 系统仿真学报,2011.
APA	罗青,&荣起国.(2011).利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展.系统仿真学报.
MLA	罗青,et al."利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展".系统仿真学报 (2011).