فرمولاسیون ویسکوالاستیک غیرخطی لیگامان ستون فقرات

بافت های نرم رفتار ویسکوالاستیک شامل خزش وابسته به زمان، واماندگی تنش و هیسترزیس از خود نشان می دهند. تغییرات در مشخصات ویسکوالاستیک بافت های نرم مانند لیگامان های ستون فقرات، تحت بارگذاری های دینامیکی می تواند منجر به بروز آسیب شود. در این مقاله رفتار ویسکوالاستیک لیگامان ستون فقرات با درنظرگرفتن دو مدل متفاوت ویسکوالاستیک نیمه خطی تحت بارگذاری های دینامیکی برای خزش و واماندگی تنش بررسی شده است. پس از به دست آوردن معادلات حاکم، نتایج حاصل از فرمولاسیون با نتایج آزمایشات مربوطه موجود در منابع، مقایسه شده است و در نهایت مدل ویسکوالاستیکی که رفتار نزدیکتری به نتایج آزمایشات داشت، به عنوان مدل مناسب برای لیگامان های ستون فقرات در نظر گرفته شد. بدین منظور داده های مربوط به مطالعه آزمایشگاهی انجام شده توسط هینگورانی (مربوط به آزمایش خزش و واماندگی روی لیگامان میانی خرگوش) در یک نمودار تمام لگاریتمی ترسیم شدند. طبق نمودارها ملاحظه شد که نرخ کرنش با سطوح بالاتر تنش کاهش یافته و نرخ واماندگی نیز با سطوح بالاتر کرنش کاهش پیدا کرد. با توجه به نتایج حاصله، فرمولاسیون مورد انتخاب و مقادیر حاصله برای ثوابت معادلات، تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی داشت و می توان از این معادلات با دقت قابل قبولی برای لیگامان های ستون فقرات استفاده کرد.

Nonlinear Viscoelastic Formulation of Spinal Ligament

Soft tissues exhibit viscoelastic behavior, which includes timedependent creep and stress relaxation, and hysteresis in a loading cycle. Changes in the viscoelastic properties of soft tissues such as spinal ligaments under dynamic loading can cause the damages. In this study viscoelastic behavior of spinal ligaments is investigated by considering two different quasilinear viscoelastic models under dynamic loading for creep and stress relaxation. After developing equations, the results of formulation were compared with the results of experimental data in the literature and finally, the viscoelastic model that had more accurate behavior to the results of experiments, was choose as the appropriate model of spinal ligament. For this purpose, obtained data by Hingoryani in an experimental study (related to creep and relaxation tests on rabbit medial ligament) were plotted in a loglog graph. According to the graphs, it was found that the strain rate decreased with higher levels of stress and relaxation rate decreased with higher levels of strain. According to the results, present formulation and the obtained constants of the equations had acceptable accordance with the experimental results, and therefore these equations can be used for spinal ligaments with acceptable accuracy.