Přejít k obsahu


Implementation of skeletal muscle model with advanced activation control

Citace: [] ČECHOVÁ, H., CIMRMAN, R. Implementation of skeletal muscle model with advanced activation control. Applied and Computational Mechanics, 2009, roč. 3, č. 2, s. 305-318. ISSN: 1802-680X
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Implementation of skeletal muscle model with advanced activation control
Rok vydání: 2009
Místo konání: Plzeň
Název zdroje: Západočeská univerzita
Autoři: Ing. Hana Čechová Ph.D. , Ing. Robert Cimrman Ph.D.
Abstrakt CZ: Příspěvek shrnuje hlavní principy pokročilého modelu kosterního svalu. Vyvinutý model je vhdný pro 3D reprezentaci svalu. Respektuje mikrostrukturu svalu, která je reprezentována třemi základními složkami" aktivními vlaákny, pasivními vlákny a matricí. Pro účely této práce je využit stávající model hyperelastické matrice a lineárních pasivních vláken a cílem je implementovat nový model aktivních vláken. Tento model aktivních vláken je založený na Huxleyho rovnici popisující rozložení aproximované distribučními momenty podle Zahalaka. Původní Zahalakův model je rozšířen o část zahrnující sériovou viskoelasticitu svalu a Gaussovo rozložení, které popisovalo rozložení příčných můstků, je nahrazeno kubickou spline interpolací kvůli snažší implementaci. Požadované chování aktivního vlákna je ověřeno testy uvedenými v literatuře. V závěru této části je uvedeno několik příkladů chování celého modelu kosterního svalu tvořeného kompozitním materiálem.
Abstrakt EN: The paper summarizes main principles of an advanced skeletal muscle model. The proposed mathematical model is suitable for a 3D muscle representation. It respects the microstructure of the muscle which is represented by three basic components: active fibers, passive fibers and a matrix. For purposes of presented work the existing material models suitable for the matrix and passive fibers are used and a~new active fiber model is proposed. The active fiber model is based on the sliding cross-bridge theory of contraction. This theory is often used in modeling of skeletal and cardiac muscle contractions. In this work, a certain simplification of the cross-bridge distribution function is proposed, so that the 3D computer implementation becomes feasible. The new active fiber model is implemented into our research finite element code. A simple 3D muscle bundle-like model is created and the implemented composite model (involving the matrix, passive and active fibers) is used to perform the isometric, concentric and excentric muscle contraction simulations.
Klíčová slova

Zpět

Patička