Finite-Element simulations of Ribs subjected to dynamic three point bending loads - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Finite-Element simulations of Ribs subjected to dynamic three point bending loads

Comportement des os soumis à flexion trois points en dynamique rapide: simulations numérique par éléments finis

Résumé

Rib fractures due to a blunt impact to the chest pose a huge risk today. In order to mitigate these effects, it is necessary to understand the mechanical behavior of ribs under similar mechanical environments. We propose a Finite Element with elasticviscoplastic constitutive coupled to an external damage law. The three-dimensional rib geometry was generated from the contours of DICOM images of High-Resolution peripheral Quantitative Computed Tomography (HR-pQCT) scans. Apparent dry density was correlated to grey scale intensities through a linear relationship. The mechanical properties for bone constituents based on apparent density, gave the best results. The FE results were validated by experimental data obtained from Split Hopkinson Pressure bar tests. The proposed FE model was able to predict satisfactory force-displacement response and fracture pattern.
Nous proposons un modèle éléments-finis avec comportement élastique viscoplastique couplé à une loi d'endommagement incrémentale, dépendante de l'état de contrainte. La géométrie tridimensionnelle de la côte a été reconstruite à partir des contours des images DICOM obtenu par la tomographie quantitative (HR-pQCT). La masse volumique apparente est corrélée aux intensités de niveaux de gris par une relation linéaire. Les résultats des simulations ont été validés par les données expérimentales obtenues lors d'essais de flexion avec le système des barres de Hopkinson. Le modèle de EF proposé permet de prédire de manière satisfaisante l'occurrence de la fracture et sa propagation.
Fichier principal
Vignette du fichier
Finite_Element_simulations_of_ribs_subjected_to_dynamic_loads.pdf (869.36 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

hal-02568199 , version 1 (08-05-2020)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02568199 , version 1

Citer

Aravind Rajan Ayagara, André Langlet, Ridha Hambli. Finite-Element simulations of Ribs subjected to dynamic three point bending loads. 24e Congrès Français de Mécanique, Aug 2019, Brest, France. ⟨hal-02568199⟩
80 Consultations
51 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More