施加低气压时形成的皮肤圆顶应变分布的数值分析
摘要：使用属于机械性能性质测量、药物传递装置或针灸治疗等应用领域中的吸盘，对皮肤在低压力下的机械响应的理解对于吸盘用户非常重要。本研究的目的是评估线性弹性（杨氏模量）或超弹性在预测低压力诱导下皮肤的三维拉伸方面的能力。通过实验和计算有限元方法建模，本研究表明，虽然在医疗应用中典型的低压力范围内（高达-10 psi），线性弹性和超弹性都可以预测吸盘顶点高度，但线性弹性理论在预测吸盘的应变分布方面存在局限性。原因是皮肤的拉伸比达到了超过初始线性弹性阶段的应力-应变特性曲线的值。因此，线性弹性理论会过高估计应力集中区域吸盘边缘的拉伸。此外，模型还显示皮肤在厚度方向上被持续压缩，导致了厚度的减少。使用超弹性建模来预测三维应变分布为准确设计与皮肤接触的安全商业产品铺平了道路。
作者：Daniel Sebastia-Saez, Faiza Benaouda, Charlie Lim, Guoping Lian, Stuart Jones, Tao Chen, Liang Cui
论文ID：2010.13849
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2020-10-28