超弾性異方性要素(Anisopic Hyperelastic)モデル自体に内圧を加え，収縮解析を行いたいと考えております．中に空洞がないモデルにおいても，モデルに内圧，または内力を加えることにより，解析を行うことができますか？また，モデル全体に内圧を一様に加えることはできますか？

超弾性異方性要素(Anisopic Hyperelastic)モデル自体に内圧を加え，収縮解析を行いたいと考えております．
中に空洞がないモデルにおいても，モデルに内圧，または内力を加えることにより，解析を行うことができますか？
また，モデル全体に内圧を一様に加えることはできますか？

0 hiroshi.watanabe over 7 years ago

ご質問ありがとうございました。

一般に外力としては表面力と体積力しか想定しておりませんので、空洞がないモデルに内圧を作用させることはできないのですが、どのような解析を意図されておられますでしょうか。

個人的には過去に筋肉を模擬して異方性超弾性体の筋線維方向に収縮力を作用させるようなモデルを自作したことはあります。Marcへの実装は少々工夫する必要があると思います。

差し障りない範囲でかまいませんので、詳細をご教示いただければ、良い方法があるかもしれません。

よろしくお願いいたします。

渡邉浩志

エムエスシーソフトウエア
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0 Uehara over 7 years ago

早々のご回答ありがとうございます．

ご指摘の通り，筋肉の収縮を超弾性異方性要素で再現したいと考えております．

モデルを収縮させることは可能でしょうか？
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0 hiroshi.watanabe over 7 years ago

ご連絡ありがとうございました。

標準で実装されている機能の範囲では難しいようです。

一般的に異方性材料は、anexp というユーザーサブルーチンを使うことにより、異方性がある熱膨張を定義できます。これを応用し温度を下げれば収縮が表現できます。ただこれは直交異方性などには対応しておりますが、超弾性体には対応しておりません。

単なる組織片などで線維方向が単純な場合は、線維方向に沿ってメッシュを作成して、節点間にトラス要素を設置し、その要素に熱収縮を与えることにより、ある程度のことはできると思います。

超弾性体で筋肉をモデル化した、私の過去の論文ですが、

Multiphysics Simulation of Left Ventricular Filling Dynamics Using Fluid-Structure Interaction Finite Element Method, Hiroshi Watanabe, Seiryo Sugiura, Hidenobu Kafuku, Toshiaki Hisada, Biophysical Journal, Volume 87, Issue 3, p2074–2085, September 2004 に掲載されているようなモデルであれば、超弾性体の係数を温度に依存するようにすれば、ユーザーサブルーチンで実装できるかもしれません。

ご検討いただきたく存じます。
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