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剪切软组织的表面不稳定性( DOI: 10.1115/1.2979869 Surface Instability of Sheared Soft Tissues )
M. Destrade M. D. Gilchrist D. A. Prikazchikov G. Saccom
当由弹性体制成的块受到大的剪切时，它的表面保持平坦。当一块生物软组织受到大的剪切时，它在剪切平面上的表面很可能会弯曲（出现皱纹）。将软组织与橡胶样固体区分开来的一个因素是定向胶原纤维束的存在——有时肉眼可见——这些纤维束比它们嵌入的弹性蛋白基质更坚硬，但仍然具有柔韧性和延展性。在这里，我们表明，各向同性非线性弹性的最简单模型，即不可压缩的neo-Hookean模型，仅在巨大的剪切量下，即高于3.09，对应于72°的剪切角，在剪切中遭受表面不稳定性。接下来，我们在模型中加入了一族平行纤维，并表明，根据纤维和剪切方向之间的角度，以及纤维和基体刚度之间的比值E/，所得固体在表面不稳定性方面可以被增强或强烈削弱。对于这个比率，我们使用与软组织实验数据一致的值。概括地说，我们发现当剪切发生在纤维上时，表面会迅速变得不稳定，并且随着E/的增加，预计会发生早期不稳定的角扇区也会增加。
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