Biomechanica Hungarica, Évf. 14, Szám 2

“Double-Network” hidrogélek mechanikai anyagmodellezése

Kossa Attila

Absztrakt


A legfrissebb kutatások azt igazolják, hogy az emberi testben található porcok pótlására a speciális szerkezetű hidrogélek megoldást szolgáltathatnak. Ezen hidrogélek közül a „Double-Network” (DN) hidrogél különösen fontosnak számít a kiváló mechanikai tulajdonságainak köszönhetően. Annak érdekében, hogy ezen hidrogélekből készült mesterséges porcokat minél pontosabban tervezhessük és alkalmazhassuk mesterséges porcként fontos részletesen ismernünk az alapanyag mechanikai viselkedését. A DN hidrogélek két különböző polimer hálózatból tevődnek össze. Az egyik hálózatban a terhelés során anyagi tönkremenetel jelentkezik, ami az anyag teherviselő képességét gyengíti. Ezt a jelenséget a Mullins-féle jelenségként ismeri a szakirodalom. Jelen tanulmány anyagmodellt javasol egy kiválasztott DN hidrogél esetén a mechanikai viselkedés leírására. A javasolt anyagmodell két hiperelasztikus ág párhuzamos jellegű kapcsolásából épül fel, ahol az egyik ág az anyagi tönkremenetelt is modellezi. Az anyagparaméterek meghatározása optimalizálási feladat megoldásával történik. Az anyagmodell illesztése során három különböző terhelési esetnél mért feszültségértékek kerülnek felhasználásra. A kapott eredmények igazolják, hogy az illesztett modell pontosan leírja a méréseknél kapott feszültségértékeket. Jelen modell alapját képezheti későbbi összetettebb anyagmodelleknek is a DN hidrogélek esetén.


Megtekintések száma: 131

Teljes szöveg: PDF