软组织非受限压缩实验附加力消除方法

针对非受限压缩试验中软组织样本附加力对样本高度以及力学响应存在影响的问题,提出了一种能够消除样本附加力的修正方法,使得到的本构模型参数更加接近于真实.首先对软组织本构模型提出了修正,包括用以消除附加力对几何参数影响的几何修正项和用以消除样本自身重力对力学响应影响的应力修正项.然后通过对肝脏样本进行压缩松弛实验,依次施加不同载荷并测量给定载荷条件下的样本高度,利用二阶的Prony级数拟合得到松弛阶段的稳定值作为样本的准静态响应.基于获得的软组织样本的准静态力学响应,利用修正后本构模型与无修正本构模型拟合得到模型参数,对比修正前后模型的拟合误差来验证方法的有效性.结果显示:修正后的模型具有更小的拟合误差,尤其在小应变区域误差要明显小于无修正模型,表明所提修正方法能够在一定程度上消除附加力的影响.

基于线性加载区域的软组织预加载力消除方法

针对软组织压缩实验中预加载力对其力学响应存在影响的问题,本文提出了一种基于线性加载区域的预加载力消除方法。通过对软组织进行多种预加载力的非受限压缩实验,分析了预加载力对本构模型参数的影响。在预加载阶段,将软组织力学响应作为线性模型,通过将预加载阶段响应考虑到整个响应过程来实现对预加载力的消除。针对非受限压缩实验的5种不同预加载力得到的力学响应,基于两种不同的软组织本构模型对该消除方法进行验证,并对比预加载力消除方法和传统方法得到的模型与实验结果的误差。结果显示消除预加载力方法得到的模型误差要明显小于传统方法,说明预加载力消除方法能够在一定程度上消除预加载力对软组织力学响应的影响,获得更接近软组织真实特性的本构模型参数。