Método suavizante guiado por la física para el modelado de materiales con mediciones de correlación de imágenes...

Área de la Ciencia:

• Biomecánica
• Ciencias de los materiales
• Mecánica computacional

Sus antecedentes:

• La correlación de imagen digital (DIC) es crucial para medir la deformación del material.
• El análisis de los datos DIC de condiciones de carga complejas como el estiramiento biaxial presenta desafíos.
• El modelado preciso del material requiere campos de tensión y desplazamiento físicamente consistentes.

Objetivo del estudio:

• Presentar un nuevo enfoque basado en la optimización para el procesamiento de mediciones de DIC a partir de múltiples protocolos de estiramiento biaxial.
• Desarrollar un flujo de trabajo basado en datos para el modelado de materiales heterogéneos utilizando datos DIC procesados.
• Aplicar y validar el método en una muestra de tejido biológico.

Principales métodos:

• Método basado en la optimización que utiliza mínimos cuadrados móviles con restricciones de tensión positivas para obtener desplazamientos nodales suavizados.
• Un flujo de trabajo basado en datos para estimar las leyes constitutivas no locales y la microestructura del material.
• Aplicación a las mediciones DIC de un prospecto anterior de la válvula tricúspide porcina.

Principales resultados:

• Se obtuvieron campos de desplazamiento y de tensión físicamente consistentes a partir de los datos del DIC.
• Se estimó con éxito una ley constitutiva no local y un campo de orientación de fibra.
• El enfoque demostró una mayor precisión en el modelado de materiales biológicos.

Conclusiones:

• El método de procesamiento de datos DIC propuesto mejora la precisión del modelado de materiales, especialmente para los tejidos biológicos.
• Este trabajo proporciona un marco sólido para integrar las mediciones de DIC con el modelado de materiales basado en datos.
• La metodología es efectiva para caracterizar el comportamiento y la microestructura de materiales heterogéneos.