Prediction of failure in cancellous bone using extended finite element method
Notice bibliographique
Résumé
The objective of our study is to develop extended finite element method models of cancellous bone specimens that are capable of accurately predicting the onset and propagation of cracks under mechanical loading. In order to do so, previously published three-point bending test results of a single trabecula were replicated using two different extended finite element method approaches, namely, elastic-plastic-fracture and elastic-fracture that considered different configurations of the elasto-plastic properties of bone from which the best approach to fit the experimental data was identified. The behavior of a single trabecula was then used in 2D extended finite element method models to quantify the strength of the trabecular tissue of the forearm along three perpendicular anatomical axes. The results revealed that the elastic-plastic-fracture model better represented the experimental data in the model of a single trabecula. Considering the 2D trabecular specimens, the elastic fracture model predicted higher strength than the elastic-plastic-fracture model and there was no difference in stiffness between the two models. In general, the specimens exhibited higher failure strain and more ductile behavior in compression than in tension. In addition, strength and stiffness were found to be higher in tension than compression on average. It can be concluded that with proper parameters, extended finite element method is capable of simulating the ductile behavior of cancellous bone. The models are able to quantify the tensile strength of trabecular tissue in the various anatomical directions reporting an increased strength in the longitudinal direction of forearm cancellous bone tissue. Extended finite element method of cancellous bone proves to be a valuable tool to predict the mechanical characteristics of cancellous bones as a function of the microstructure.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».