大脑白质中轴突的分数阻尼弹性模型
摘要：创伤性轴索损伤发生在组织水平的载荷转移到个别轴突时。然而，在动态载荷下特别是机械特性的轴突变形极其困难，因为其粘弹性特性。基于对体内脑磁共振弹性成像（MRE）结果的解读，基于频率来生成剪切波以进行测量的轴突特性的粘弹性描述是依赖于特定频率的。在这项研究中，我们旨在开发一个分数粘弹性模型来表征复合白质模型中的轴突特性的时间依赖行为。在组织水平观察到的粘弹性幂律行为被认为存在于各个尺度，从连续的宏观水平到微结构领域的轴突尺度。轴突和神经胶质的材料参数被拟合为弹簧-阻尼模型。在有限元框架中实现了三维分数粘弹性弹簧-阻尼模型。定义分数模型的本构方程通过在ABAQUS有限元软件中使用矢量化用户定义材料（VUMAT）子程序进行编码。通过使用该材料特性，开发了嵌入神经胶质中并具有周期边界条件的轴突代表性体积元素（RVE），并对其施加松弛位移边界条件。通过求解逆问题，提取出轴突-基质系统的均匀各向异性分数材料特性，其是轴突在基质中的体积分数的函数。
作者：Parameshwaran Pasupathy, John G Georgiadis, Assimina A Pelegri
论文ID：2304.06257
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-04-14