Séance de cours

Tissus biomécaniques : Lois constitutives non linéaires

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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 la biomécanique au niveau tissulaire, en se concentrant sur la mécanique du continuum et les lois constitutives, à la fois linéaires et non linéaires. Le comportement compressif du ménisque et des ligaments sous traction est discuté, ainsi que les défis de la biomécanique des tissus mous. Les options de traitement pour la rupture du LCA, y compris les types de greffe et les approches chirurgicales, sont explorées. En outre, la séance de cours se penche sur le remodelage mécanique des tissus mous, les courbes stress-déformation et les descriptions mécaniques des ligaments. Différents paramètres influençant les courbes contrainte-déformation sont évalués, et les différences entre les descriptions élastiques linéaires et élastiques non linéaires sont expliquées. Les comportements viscoélastiques et visqueux des ligaments sont également examinés.

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 (29)

Stress–strain curve

In engineering and materials science, a stress–strain curve for a material gives the relationship between stress and strain. It is obtained by gradually applying load to a test coupon and measuring the deformation, from which the stress and strain can be determined (see tensile testing). These curves reveal many of the properties of a material, such as the Young's modulus, the yield strength and the ultimate tensile strength. Generally speaking, curves representing the relationship between stress and strain in any form of deformation can be regarded as stress–strain curves.

Stress–strain analysis

Stress–strain analysis (or stress analysis) is an engineering discipline that uses many methods to determine the stresses and strains in materials and structures subjected to forces. In continuum mechanics, stress is a physical quantity that expresses the internal forces that neighboring particles of a continuous material exert on each other, while strain is the measure of the deformation of the material. In simple terms we can define stress as the force of resistance per unit area, offered by a body against deformation.

Biomécanique

La biomécanique est l'exploration des propriétés mécaniques des organismes vivants ainsi que l'analyse des principes de l'ingénierie faisant fonctionner les systèmes biologiques. Elle traite des relations existantes entre les structures et les fonctions à tous les niveaux d’organisation du vivant à partir des molécules, comme le collagène ou l’élastine, aux tissus et organes. La biomécanique caractérise les réponses spatio-temporelles des matériaux biologiques, qu'ils soient solides, fluides ou viscoélastiques, à un système imposé de forces et de contraintes internes et externes.

Deformation (engineering)

In engineering, deformation refers to the change in size or shape of an object. Displacements are the absolute change in position of a point on the object. Deflection is the relative change in external displacements on an object. Strain is the relative internal change in shape of an infinitesimally small cube of material and can be expressed as a non-dimensional change in length or angle of distortion of the cube. Strains are related to the forces acting on the cube, which are known as stress, by a stress-strain curve.

Yield (engineering)

In materials science and engineering, the yield point is the point on a stress-strain curve that indicates the limit of elastic behavior and the beginning of plastic behavior. Below the yield point, a material will deform elastically and will return to its original shape when the applied stress is removed. Once the yield point is passed, some fraction of the deformation will be permanent and non-reversible and is known as plastic deformation.

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Séances de cours associées (64)

Contraintes normales: Stress interne et contrainte

Introduit des contraintes internes et des contraintes, des propriétés de matériaux et des considérations de conception pour les charges axiales et le cisaillement direct.

Déformation relative en 3D : matrice de contrainte

Explore la déformation relative en 3D à travers la matrice de contrainte et le gradient de déplacement, en mettant l'accent sur les contraintes, les relations contrainte-déformation et les équations d'équilibre.

Rigidité vs force: déformation et charge

Couvre la rigidité, la résistance, la déformation, la contrainte et la mesure de déformation en mécanique structurelle.

Stress et tension : réel vs nominal

Explore les taux de déformation réels et nominaux, la contrainte, la déformation et la force dans les essais de matériaux.

Loi Hooke généralisée: matrices de déformation et de rigidité

Explore la loi de Hooke généralisée, les matrices de rigidité et les effets de déformation dans les matériaux.

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Concepts associés (29)

Stress–strain curve

Stress–strain analysis

Biomécanique

Deformation (engineering)

Yield (engineering)

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