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Abstract
We propose a new elastoplastic damage coupled model for the modelling of trabecular bone behaviour. The damage is carried out thanks to the limit analysis based on the MCK criterion. We first present the methodology allowing the estimation of elastic anisotropic properties of porous media by means of Mori–Tanaka homogenisation scheme. Then, we present the formulation of the integrated yield criterion derived by considering trial velocity field inspired from the Eshelby inhomogeneous inclusion solution. The obtained micromechanical model is implemented via a UMAT routine within the explicit dynamic code LS-DYNA. The proposed micromechanical model has been applied successfully for the modelling of some biomechanics applications to estimate the mechanical properties of the bovine trabecular bone.
Nous proposons un nouveau modèle élastoplastique couplé à l’endommagement pour la modélisation du comportement mécanique de l’os trabéculaire. L’endommagement est prisen compte gràce à l’analyse limite basée sur le critére MCK. Nous présentons d’abord la méthodologie permettant l’estimation des propriétés élastiques anisotropes des milieux poreux parle schéma d’homogénéisation de Mori–Tanaka. Ensuite, nous présentons la formulation du critére d’écoulement intégré obtenu par un champ de vitesse test, inspiré de la solution d’inclusion Eshelby. Le modèle micromécanique est implémenté via une routine utilisateur UMAT dans le code dynamique explicite LS-DYNA. Le modèle micromécanique proposé est appliqué avec succès dans la modélisation de quelques applications en biomécanique pour estimer les propriétés mécaniques de l’os trabéculaire bovin.
Acknowledgements
The authors are grateful for support from the French institute of science and technology for transport, development and networks (IFSTTAR) under Masters Grant.