فرمولاسیون ویسکوالاستیک غیرخطی لیگامان ستون فقرات

Abstract

بافت‌های نرم رفتار ویسکوالاستیک شامل خزش وابسته به زمان، واماندگی تنش و هیسترزیس از خود نشان می‌دهند. تغییرات در مشخصات ویسکوالاستیک بافت‌های نرم مانند لیگامان‌های ستون فقرات، تحت بارگذاری‌های دینامیکی می‌تواند منجر به بروز آسیب شود. در این مقاله رفتار ویسکوالاستیک لیگامان ستون فقرات با درنظرگرفتن دو مدل متفاوت ویسکوالاستیک نیمه‌خطی تحت بارگذاری‌های دینامیکی برای خزش و واماندگی تنش بررسی شده است. پس از به‌دست‌آوردن معادلات حاکم، نتایج حاصل از فرمولاسیون با نتایج آزمایشات مربوطه موجود در منابع، مقایسه شده است و در نهایت مدل ویسکوالاستیکی که رفتار نزدیکتری به نتایج آزمایشات داشت، به عنوان مدل مناسب برای لیگامان‌های ستون فقرات در نظر گرفته شد. بدین منظور داده‌های مربوط به مطالعه آزمایشگاهی انجام شده توسط هینگورانی (مربوط به آزمایش خزش و واماندگی روی لیگامان میانی خرگوش) در یک نمودار تمام لگاریتمی ترسیم شدند. طبق نمودارها ملاحظه شد که نرخ کرنش با سطوح بالاتر تنش کاهش یافته و نرخ واماندگی نیز با سطوح بالاتر کرنش کاهش پیدا کرد. با توجه به نتایج حاصله، فرمولاسیون مورد انتخاب و مقادیر حاصله برای ثوابت معادلات، تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی داشت و می‌توان از این معادلات با دقت قابل قبولی برای لیگامان‌های ستون فقرات استفاده کرد.