근골격계의 골조직이 가지는 이방성 및 점탄성 특성
The Anisotropic and Viscoelastic Properties of Bone Tissue
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초록
본 연구에서는 외부 충격에 의한 인체의 손상 정도를 수치적으로 예측하기 위한 인체의 근골격계 해석 모델을 제안하기에 앞서 골 조직이 가지는 기본적인 기계적 특성을 실험적으로 살펴보았다. 기계적 물성 시험의 결과, 골 조직의 위치에 따라 기계적 특성이 변화하는 비균질성을 확인하였다. 축 방향이 횡 방향에 비해 강도와 탄성계수가 2배 정도 높게 나타남을 통해 이방성 특성을 확인하였다. 점탄성 특성을 살펴보기 위해 시험 속도를 다르게 하여 시험을 수행한 결과 변형률 속도가 증가할수록 강도 및 탄성계수가 높게 나타나는 결과를 확인하였다.
Abstract
In this research, biomechanical characteristics of the bone tissue are experimentally investigated. By using specimens of the bovine bone, the mechanical properties are obtained through tension and shear tests. In experiments, non-homogeneous and anisotropic properties with respect to longitudinal and transversal directions are observed. Moreover, the viscoelastic behavior in which modulus and strength properties are dependent on strain rates is analyzed. It is expected that a numerical damage model of the bone be efficiently established based on the results.
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