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Mach-1 Analysis Software – Ajout pour compression confinée et non-confinée (poroélastique)

MA726

Ajoute un module analytic permettant l’analyse poroélastique de données de compression non-confinée

UGS : MA726 Catégories: ,

(En anglais seulement) This tool allows for the computing and visualizing of the aggregate modulus (MPa), the permeability (mm2/MPa·s) and the mean square error (MSE) of the fit calculated from a “Stress Relaxation” curve (load or force vs. time) in confined compression on a disk sample. The curve is fitted to the linear biphasic model (Mow et al., 1980 or Bursać et al., 1999) in order to obtain the mechanical properties of the disk. Sample radius, strain and sample thickness need to be specified. This model is well adapted model for the mechanical description of samples containing a liquid fraction and a solid matrix, for example: cartilage or gel samples. A user license is required in order to obtain the results of the poroelastic model in confined compression (Software Add-On, contact Biomomentum to obtain your license).

  • Équipé de logiciels intuitifs permettant la collecte efficace des données et des analyse simplifiées

Documents et ressources (5)

Configurations de test (2)

FAQ

Qu'est-ce que le module d'Young E?
Propriété mécanique intrinsèque d'un matériau indépendant de sa géométrie. Correspond à la pente du stress par rapport à la contrainte pendant une compression non-confiné lorsqu'on tiens compte de la géométrie de l'échantillon.

Module de laboratoire — Compression non confinée de disques d’hydrogel

Module de laboratoire — Traction et rupture de la peau

Qu'est-ce que la poroelasticité?
Propriété d'un matériau élastique ou viscoélastique avec une phase fluide libre incompressible. Lorsqu'un tel matériau est mis sous le stress, le fluide interstitiel est relâché de la matrice solide. La friction générée par le mouvement du fluide à travers la matrice poreuse affecte le comportement mécanique d'un tel matériau. Ces matériaux sont normalement testés dans un bain de fluide.

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Paramètres

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression confinée – Paramètres

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression confinée – Exemple

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Cartilage

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Exemple

LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version

Qu'est-ce que la contrainte de cisaillement?
La contrainte de cisaillement est une contrainte mécanique appliquée de manière parallèle ou tangentielle à une face d'un matériau, par opposition aux contraintes normales qui sont appliquées de manière perpendiculaire. C'est le rapport d'une force à une surface. Ses unités sont des Pa.

t =F/A, où t = contrainte de cisaillement, F est la force tangentielle appliquée et A est l'aire de la section tangentielle à la force.

Module de laboratoire — Torsion de l’os

Module de laboratoire — Torsion d’échantillons en forme de disque

LAB MODULE – Torsion of Bone – Student Version

LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version

Qu'est-ce que le module de cisaillement?
Le module de cisaillement G est une propriété mécanique d'un matériau. Il est indépendant de la géométrie du matériau. Il représente la rigidité d'un matériau sous une force parallèle à l'une de ses surfaces tandis que sa face opposée présente une force opposée. Le module de cisaillement G est décrit comme la contrainte de cisaillement divisée par la deformation de cisaillement. le module de cisaillement est extrapolé de la régression linéaire entre la contrainte de cisaillement à l'équilibre et la deformation de cisaillement.

Module de laboratoire — Torsion de l’os

Module de laboratoire — Torsion d’échantillons en forme de disque

LAB MODULE – Torsion of Bone – Student Version

LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version

Comment fonctionne le modèle poroélastique en compression confinée "Poroelastic Model in Confined Compression"?
(En anglais seulement) This tool allows for the computing and visualizing of the aggregate modulus (MPa), the permeability (mm2/MPa·s) and the mean square error (RMSE) of the fit calculated from a “Stress Relaxation” curve (load or force vs. time) in confined compression (Figure 1) on a disk sample. The curve is fitted to the linear biphasic model (Mow et al., 1980 or Bursać et al., 1999) in order to obtain the mechanical properties of the disk. Sample radius, strain and sample thickness need to be specified.

This model is well adapted for the mechanical characterization of samples containing a liquid fraction and a solid matrix, for example: cartilage or gel samples. A user license is required in order to obtain the results of the poroelastic model in confined compression (Software Add-On, contact Biomomentum to obtain your license).

Mechanical properties can be obtained from the stress relaxation curves obtained under confined compression such as the aggregate modulus (HA) and the hydraulic permeability (k). The aggregate modulus is a measure of stiffness of the sample at equilibrium while the hydraulic permeability is the ability of the fluid to flow through the cartilage matrix.

For example, (Figure 2) shows parameters used for the “Stress Relaxation” function in a confined compression testing protocol on human cartilage disks. Corresponding results are shown in (Figure 1).

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression confinée – Paramètres

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression confinée – Exemple

Comment fonctionne le modèle poroélastique en compression non-confinée "Poroelastic Model in Unconfined Compression"?
(En anglais seulement) This tool allows for the computing and visualizing of the fibril network modulus (MPa), the equilibrium modulus (MPa), the permeability (mm2/MPa·s), and the mean square error (RMSE) of the fit calculated from a “Stress Relaxation” curve (load or force vs. time) in unconfined compression (Figure 1) on a disk or osteochondral core sample. The curve is fitted to the linear fibril-network-reinforced biphasic model (Soulhat et al. 1999) in order to obtain the mechanical properties of the disk. Sample radius, strain, and Poisson’s ratio need to be specified. This model is well adapted for the mechanical description of samples containing a liquid fraction and a fibril network, for example: cartilage or gel samples. A user license is required in order to obtain the results of the poroelastic model in unconfined compression (Software Add-On, contact Biomomentum to obtain your license).

The nonhomogeneous composite model (i.e. linear fibril-network-reinforced biphasic model) is an extension of the previously developed isotropic homogeneous biphasic model, and was achieved by reinforcing the latter with a network of nonlinear fibrils distributed homogeneously in the r, θ, z directions and which resist extension only (Figure 2). The isotropic matrix is described by the drained elastic constants Em (Young’s modulus), vm(Poisson’s ratio) and a hydraulic permeability k. The fibril network is described by the Young’s modulus of individual fibrils ef which, combined with a fibril volume fraction χ (fibrils volume/ total-volume), results in an equivalent tensile modulus of the fibril network, Ef = 1/3 χ ef (since 1/3 of the fibrils are oriented in each of three mutually orthogonal directions).

For example, (Figure 3) shows parameters used for the “Stress Relaxation” function in an unconfined compression testing protocol on ovine cartilage disks. Corresponding results are shown in (Figure 1).

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Paramètres

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Cartilage

Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Exemple

Que puis-je trouver dans le menu "Analysis"?
(En anglais seulement) The analysis menu is used to obtain several basic curve properties such as the slope, the area under the curve, minimum-maximum values, and other statistics. The analysis results are displayed in the "Results" field. The results can be copied to the clipboard by right-clicking in the "Results" field. The menu also offers advanced tools for analyzing your data and extracting relevant material properties. Some advanced analysis modules can be purchased from Biomomentum and must be installed as software add-ons. Curve fitting to advanced models (Add-ons) are displayed, but not the results.
Qu'est-ce que la viscoélasticité?
Propriété d'un matériau présentant des caractéristiques visqueuses et élastiques sous déformation. Un tel matériau montrera un comportement mécanique dépendant du temps.

LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version

Qu'est-ce que le taux de déformation?
Taux de la déformation d'un matériau par rapport au temps.

Qu'est-ce que l'élasticité?
Propriété d'un matériau à déformer sous déformation ou contrainte et revenir à sa forme originale lorsque la contrainte est relâché.

Module de laboratoire — Torsion de l’os

LAB MODULE – Unconfined Compression of Hydrogel Disks – Student Version

LAB MODULE – Torsion of Bone – Student Version

Qu'est-ce que la rigidité K?
C'est une propriété structurelle d'un échantillon. En traçant la force par rapport au déplacement pendant une compression non-confinée et en calculant la pente, on obtient la rigidité de l'échantillon. Dans le logiciel Mach-1 Analysis, la pente est en gramme-force par mm (gf / mm). Un gramme-force est de 1 gramme multipliée par l'accélération due à la gravité sur Terre, exactement 9.80665 m/s².

Module de laboratoire — Compression non confinée de disques d’hydrogel

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