Kontinuumsmechanische Modellierung von Muskelgewebe

Die Simulation biologischer Gewebe bei großen Verzerrungen erfordert einen entsprechenden kontinuumsmechanischen Rahmen. Zusätzlich stellt die mathematische Beschreibung solcher Materialien und ihre Implementierung in eine Finite-Elemente Software eine Herausforderung dar. Ziel dieses Buches ist die kontinuumsmechanische Modellierung eines aktiven, dreidimensionalen Muskelmodells von der mathematischen Formulierung bis zur Implementierung und Anwendung zu erläutern. Die ersten beiden Kapitel umfassen die biologischen und kontinuumsmechanischen Grundlagen. Danach wird das Muskelmodell beschrieben, hergeleitet und seine Implementierung in eine Finite-Elemente Software dargestellt. Der letzte Teil erläutert die Identifikation von Materialparametern, die Validierung und die Simulation eines Kontaktproblems zwischen vereinfachten Muskeln. Die hier verwendete Vorgehensweise ist generell auf hyperelastische Werkstoffe anwendbar. Daher richtet sich dieses Buch an Wissenschaftler und Ingenieure, die sich mit der mathematischen Formulierung und Implementierung von Materialmodellen für biologische Gewebe, insbesondere Muskelgewebe, und hyperelastischen technischen Werkstoffen beschäftigen.

Michael Kinzl, Dipl. Ing.: Studium des Maschinenbaus mit Schwerpunkt Modellbildung und Simulation, Projektassistent an der TU Wien am Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik