Tek ve çift katmanlı yapay damar konfigürasyonlarının Holzapfel-Gasser-Ogden hiperelastik modeli ile mekanik uyumluluk analizi

Yaygınlaşan kalp-damar hastalıkları, yapay damarların önemini artırmıştır. Üretim şartları gereği farklı tasarımlar içeren bu damarların, doğal bir mekanik davranış göstermesi gerekmektedir. Üretim öncesi ihtiyaç duyulan analizlerin yapılması için karmaşık ve hiperelastik bir özellik gösteren damar mekaniğini modelleyen birçok çalışma bulunmaktadır. Bunlar arasından yaygın kullanımı olan Holzapfel-Gasser-Ogden (HGO) hiperelastik modeli bu çalışmada kullanılmıştır. Bu çalışma kapsamında bir simülasyon ortamı HGO modeliyle hazırlanmış ve literatürdeki verilerle doğruluğu teyit edilmiştir. İlk numune iki katmanlı tipik bir yapıda oluşturulmuştur. Sonraki numunelerde üretimde karşılaşılan farklı yöntemlere dayanan katman konfigürasyonları denenmiştir. İkinci numune için dış katmanın normalden çok ince bir yapıda tasarlandığı durum incelenmiştir. Az bir uyumsuzluk olmasına rağmen kalınlığı azalan dış katmanın damarın mekanik özellikleri üzerinde güçlü bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Üçüncü tip numunede ise dış katmanın geometrik ve malzeme özellikleri bakımından iç katman olarak tasarlandığı bir durum denenmiştir. Mekanik özelliklerinin karmaşık ve uyumsuz olduğu gözlemlenmiştir. Son numune olarak, tek katmanlı bir yapı tasarlanmıştır. Bir miktar uyumsuzluk gösterse de bu numune sadelik açısından avantajlı bulunmuştur. Ayrıca ikinci ve üçüncü numunelerin malzeme parametreleri değişimiyle uyum analizi yapılmıştır. Üçüncü numunenin aksine ikinci numune için dış katman içindeki liflerin malzeme özelliklerinin ayarlanmasıyla kolayca referans numunesinin özelliklerinin yakalanabileceği gösterilmiştir.