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Séance de cours

Biomécanique : Caractérisation tissulaire par les lois constitutives

Dans cours

ME-482: Biomechanics of the musculoskeletal system

The basis for a mechanical description of the musculoskeletal system are presented. This description is based on the concepts of solid mechanics, physiology and anatomy of the musculoskeletal system. Concrete examples of the development of implants are als ...

Description

Cette séance de cours couvre l'importance de caractériser les tissus en biomécanique à travers des lois constitutives, en se concentrant sur les lois linéaires et non linéaires, la caractérisation des tissus et la notation matricielle de la loi de Hooke. Il traite également de la relation entre la contrainte et la contrainte, la notation Voigt et le tenseur de rigidité isotrope. L'instructeur explique la formulation tensorielle pour le matériau isotrope élastique linéaire et la relation entre différents paramètres linéaires élastiques isotropes. En outre, la séance de cours explore les symétries matérielles de divers tissus, y compris les matériaux orthotropes, isotropes transversaux et isotropes, soulignant l'importance des lois constitutives de la biomécanique.

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Enseignant·e

Dominique Pioletti

Dominique Pioletti received his Master in Physics from the Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL) in 1992. He pursued his education in the same Institution and obtained his PhD in biomechanics in 1997. He developed original constitutive laws taking into account viscoelasticity in large deformations. Then he spent two years at UCSD as post-doc fellow acquiring know-how in cell and molecular biology. He was interested in particular to gene expression of bone cells in contact to orthopedic implant. In April 2006, Dominique Pioletti was appointed Assistant Professor tenure-track at the EPFL and is director of the Laboratory of Biomechanical Orthopedics. His research topics include biomechanics and tissue engineering of musculo-skeletal tissues; mechano-transduction in bone; development of orthopedic implant as drug delivery system. Since 2013, he has been promoted to the rank of Associate Professor.

Source officielle

Proximité ontologique

Génie chimique

Science des matériaux: Deformation of materials

Concepts associés (32)

Linear elasticity

Linear elasticity is a mathematical model of how solid objects deform and become internally stressed due to prescribed loading conditions. It is a simplification of the more general nonlinear theory of elasticity and a branch of continuum mechanics. The fundamental "linearizing" assumptions of linear elasticity are: infinitesimal strains or "small" deformations (or strains) and linear relationships between the components of stress and strain. In addition linear elasticity is valid only for stress states that do not produce yielding.

Loi de Hooke

En physique, la loi de Hooke modélise le comportement des solides élastiques soumis à des contraintes. Elle stipule que la déformation élastique est une fonction linéaire des contraintes. Sous sa forme la plus simple, elle relie l'allongement (d'un ressort, par exemple) à la force appliquée. Cette loi de comportement a été énoncée par le physicien anglais Robert Hooke en 1676. La loi de Hooke est en fait le terme de premier ordre d'une série de Taylor. C'est donc une approximation qui peut devenir inexacte quand la déformation est trop grande.

Elasticity tensor

The elasticity tensor is a fourth-rank tensor describing the stress-strain relation in a linear elastic material. Other names are elastic modulus tensor and stiffness tensor. Common symbols include and . The defining equation can be written as where and are the components of the Cauchy stress tensor and infinitesimal strain tensor, and are the components of the elasticity tensor. Summation over repeated indices is implied. This relationship can be interpreted as a generalization of Hooke's law to a 3D continuum.

Orthotropie

L’orthotropie désigne des caractéristiques de symétrie d'un corps, d'une grandeur ou d'un phénomène. Ce terme est utilisé dans plusieurs domaines avec des définitions différentes. L’orthotropie désigne des caractéristiques de symétrie d'un matériau. C’est un cas particulier d’anisotropie. On distingue deux types d'orthotropie : un matériau est orthotrope s'il possède trois plans de symétrie orthogonaux entre eux. Son comportement élastique est alors défini par neuf modules d'élasticité, son comportement thermique par trois constantes thermiques.

Déformation élastique

En physique, l'élasticité est la propriété d'un matériau solide à retrouver sa forme d'origine après avoir été déformé. La déformation élastique est une déformation réversible. Un matériau solide se déforme lorsque des forces lui sont appliquées. Un matériau élastique retrouve sa forme et sa taille initiales quand ces forces ne s'exercent plus, jusqu'à une certaine limite de la valeur de ces forces. Les tissus biologiques sont également plus ou moins élastiques. Les raisons physiques du comportement élastique diffèrent d'un matériau à un autre.

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Élasticité et déformation

Couvre le stress, la contrainte, le module d'élasticité et le comportement matériel sous différentes charges.

Déformation et déformation Tenseurs de souches

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