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dc.contributor.author
Caballero, Daniel Enrique
dc.contributor.author
Montini Ballarin, Florencia
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dc.contributor.author
Gimenez, Juan Manuel
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dc.contributor.author
Biocca, Nicolás
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dc.contributor.author
Rull, Nahuel
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dc.contributor.author
Frontini, Patricia Maria
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dc.contributor.author
Urquiza, Santiago Adrian
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dc.date.available
2023-10-30T14:42:13Z
dc.date.issued
2022-03
dc.identifier.citation
Caballero, Daniel Enrique; Montini Ballarin, Florencia; Gimenez, Juan Manuel; Biocca, Nicolás; Rull, Nahuel; et al.; Reduced kinematic multiscale model for tissue engineering electrospun scaffolds; Elsevier Science; Mechanics of Materials; 166; 3-2022; 1-36
dc.identifier.issn
0167-6636
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/216412
dc.description.abstract
To this day, there is still a need for a direct relationship between the microscopic material properties and network microstructure configuration with the macroscopic mechanical response in order to optimize the design loops of biomimetic electrospun grafts. Multiscale mechanical modeling arises as a useful alternative, which allows to represent the individual nanofibers mechanical response and how the interaction between fibers results in the final macroscopic behavior. In this work, a micromechanical model that accounts for fiber interaction, progressive straightening (i.e. progressive recruitment) and reorientation is presented. An RVE is generated by means of a virtual deposition algorithm that mimics the electrospinning process itself, thus obtaining geometries that resemble the observed electrospun microstructure. These geometries were then validated by comparison with analysis of SEM images, taking special interest in the diameter, orientation and tortuosity distributions. Then, an elastic–plastic constitutive law for the nanofibers is implemented along with a simplified kinematic description that results in a significant reduction of the number of Degrees of Freedom of the discretized mechanical equilibrium problem. Finally, the micromechanical model is validated against uniaxial tensile tests of electrospun PLLA bone-shaped samples, reproducing the experimentally observed behavior while employing realistic geometric and constitutive parameters to characterize the fibers.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier Science
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
ELECTROSPINNING
dc.subject
MECHANICAL BEHAVIOR
dc.subject
MICROSTRUCTURE
dc.subject
MULTISCALE MODELING
dc.subject
SCAFFOLDS
dc.subject.classification
Ingeniería de los Materiales
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dc.subject.classification
Ingeniería de los Materiales
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
Reduced kinematic multiscale model for tissue engineering electrospun scaffolds
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2023-10-26T15:15:59Z
dc.journal.volume
166
dc.journal.pagination
1-36
dc.journal.pais
Países Bajos
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dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: Caballero, Daniel Enrique. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecanica. Grupo de Ingeniería Asistida Por Computador; Argentina
dc.description.fil
Fil: Montini Ballarin, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecanica. Grupo de Ingeniería Asistida Por Computador; Argentina
dc.description.fil
Fil: Gimenez, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecanica. Grupo de Ingeniería Asistida Por Computador; Argentina
dc.description.fil
Fil: Biocca, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecanica. Grupo de Ingeniería Asistida Por Computador; Argentina
dc.description.fil
Fil: Rull, Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Frontini, Patricia Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Urquiza, Santiago Adrian. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecanica. Grupo de Ingeniería Asistida Por Computador; Argentina
dc.journal.title
Mechanics of Materials
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167663622000047
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2022.104214
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