Análisis dimensional del comportamiento hiperelástico del tubo arterial bajo un estado multiaxial de tensiones

• Mauricio Barrera ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Occidente

     Universidad Autónoma de Occidente

     Colombia

     
• Localización: Ingeniería y desarrollo: revista de la División de Ingeniería de la Universidad del Norte, ISSN 0122-3461, Vol. 34, Nº. 2, 2016 (Ejemplar dedicado a: Julio-Diciembre), págs. 354-369
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Dimensional analysis of the hyperelastic behavior of the arterial blood vessel subject to a multiaxial stress state
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    Se aplicó la mecánica de sólidos hiperelásticos al estudio del comportamiento del tubo arterial, ya que es un medio consolidado en la comprensión de fenómenos de interés para los profesionales de la medicina y de la ingeniería biomédica. En el caso del órgano en cuestión, su estudio se realizó mediante el modelado como un recipiente cilíndrico de pared gruesa, donde la función de energía empleada permitió considerar aspectos microestructurales como la anisotropía y la dispersión de fibras de colágeno. En el problema de equilibrio estático en el que se implementa esta caracterización se representaron las capas media y adventicia de la pared arterial. La solución expedita del problema de valores en la frontera resultante es posible gracias a la asunción de un patrón de deformación de simetría axial. Se encontró que el factor de dispersión de fibras y los demás parámetros adimensionales del mismo orden de magnitud tienen el rol dominante en la rigidez radial del tubo arterial. Los resultados se presentan utilizando grupos adimensionales, lo cual facilita la interpretación rápida del efecto de los numerosos parámetros que emergen.

  • English

    A study of the behavior of the arterial blood vessel was performed by resorting to the mechanics of hyperelastic solids, for this is a currently well-established means to understanding a number of phenomena of concern among physicians and biomedical engineers. As regards this organ, it was modelled as a thick walled cylindrical vessel where the material energy function comprised the characterization of microstructural features of the tissue, such as anisotropy and fiber orientation dispersion. The static equilibrium problem for implementing this model represented the adventitia and media layers of the arterial wall, while its solution was simple thanks to assuming an axisymmetric deformation pattern. It is found that the fiber orientation factor along with the other dimensionless quantities of the same order of magnitude had the most influence on the arterial blood vessel radial stiffness. These results were processed using dimensional groups, thereby facilitating interpretation in the light of the many parameters that the whole model considers.