1996 Fiscal Year Annual Research Report
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08458279
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
但野 茂 北海道大学, 工学部, 助教授 (50175444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 学 北海道大学, 医学部, 助手 (00271677)
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| Keywords | 椎間板 / 固液混相力学 / 構成則 / 線維輪 / 異方性特性 / シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、固体相と液体相からなる椎間板組織の力学挙動を示す構成法則を提示することと、その成果を利用して、生体内椎間板における力学情報を計算力学の手法を授用して推定することである。
・固液混相力学挙動のための実験装置の考案:まず、インデンテーション試験装置を制作し、その実験を行った。これは椎間板組織をシート状に切り出し、弾性率分布を推定するものである。また、組織が外力を受けたときの液相内圧変化や浸透圧変化、また変形中における固相と液相の界面摩擦による相互作用を確認する実験装置を制作中である。これらには、今回購入したインストロン材料試験機を用いた。インデンテーション試験に関しては、椎間板固体相(線維輪)における線維輪異方性材料定数を推定するための方法を、有限要素法によるシミュレーションによって検討した。その結果、ある限定された弾性率範囲内では、あらかじめ線維強化方向とそれに直交する方向の弾性率比が仮定されれば、インデンテーション試験によって、6個の異方性材料定数が推定可能であることがわかった。今後、シミュレーションで得た方法を実験で実証する予定である。
・固液混相力学による一般化構成法則(均質材料仮定式):有限変形連続体理論を用いた数学モデルにより、固液混相状態の巨視的椎間板構成法則を検討した。単純化のためこの段階では、混合相を均質材料と仮定した。圧縮・引張、ねじりの単一負荷特性から、屈曲時の負荷特性がシミュレーションされた。本内容は、現在論文投稿中である。
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