The micro-damage process zone during transverse cortical bone fracture: No ears at crack growth initiation
Notice bibliographique
Résumé
Apply high-resolution benchtop micro-computed tomography (micro-CT) to gain greater understanding and knowledge of the formation of the micro-damage process zone formed during traverse fracture of cortical bone. Bovine cortical bone was cut into single edge notch (bending) fracture testing specimens with the crack on the transverse plane and oriented to grow in the circumferential direction. We used a multi-specimen technique and deformed the specimens to various individual secant modulus loss levels (P-values) up to and including maximum load (Pmax). Next, the specimens were infiltrated with a BaSO4 precipitation stain and scanned at 3.57-μm isotropic voxel size using a benchtop high resolution-micro-CT. Measurements of the micro-damage process zone volume, width and height were made. These were compared with the simple Irwin's process zone model and with finite element models. Electron and confocal microscopy confirmed the formation of BaSO4 precipitate in micro-cracks and other porosity, and an interesting novel mechanism similar to tunneling. Measurable micro-damage was detected at low P values and the volume of the process zone increased according to a second order polynomial trend. Both width and height grew linearly up to Pmax, at which point the process zone cross-section (perpendicular to the plane of the crack) was almost circular on average with a radius of approximately 550 µm (approximately one quarter of the unbroken ligament thickness) and corresponding to the shape expected for a biological composite under plane stress conditions. This study reports details of the micro-damage fracture process zone previously unreported for cortical bone. High-resolution micro-CT enables 3D visualization and measurement of the process zone and confirmation that the crack front edge and process zone are affected by microstructure. It is clear that the process zone for the specimens studied grows to be meaningfully large, confirming the need for the J-integral approach and it does not achieve steady state at Pmax in most specimens. With further development, this approach may become valuable towards better understanding the role of the process zone in cortical bone fracture and the effects of relevant modifications towards changes in fracture toughness in a cost effective way.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».