TY - CHAP A1 - Bhattarai, Aroj A1 - Frotscher, Ralf A1 - Staat, Manfred T1 - Computational Analysis of Pelvic Floor Dysfunction T2 - Women's Health and Biomechanics N2 - Pelvic floor dysfunction (PFD) is characterized by the failure of the levator ani (LA) muscle to maintain the pelvic hiatus, resulting in the descent of the pelvic organs below the pubococcygeal line. This chapter adopts the modified Humphrey material model to consider the effect of the muscle fiber on passive stretching of the LA muscle. The deformation of the LA muscle subjected to intra-abdominal pressure during Valsalva maneuver is compared with the magnetic resonance imaging (MRI) examination of a nulliparous female. Numerical result shows that the fiber-based Humphrey model simulates the muscle behavior better than isotropic constitutive models. Greater posterior movement of the LA muscle widens the levator hiatus due to lack of support from the anococcygeal ligament and the perineal structure as a consequence of birth-related injury and aging. Old and multiparous females with uncontrolled urogenital and rectal hiatus tend to develop PFDs such as prolapse and incontinence. KW - Pelvic muscle KW - Muscle fibers KW - Passive stretching KW - Pelvic floor dysfunction Y1 - 2018 SN - 978-3-319-71574-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-71574-2_17 N1 - Lecture Notes in Computational Vision and Biomechanics, vol 29 SP - 217 EP - 230 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred T1 - Anisotrope Wellenausbreitung in isotropen hyperelastischen Scheiben JF - Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik : ZAMM. 67 (1987), H. 4 Y1 - 1987 SN - 0946-8463 SP - T241 EP - T243 ER - TY - JOUR A1 - Kühn, Raoul-Roman A1 - Haugner, Werner A1 - Staat, Manfred A1 - Sponagel, Stefan T1 - A Two Phase Mixture Model based on Bone Observation N2 - An optimization method is developed to describe the mechanical behaviour of the human cancellous bone. The method is based on a mixture theory. A careful observation of the behaviour of the bone material leads to the hypothesis that the bone density is controlled by the principal stress trajectories (Wolff’s law). The basic idea of the developed method is the coupling of a scalar value via an eigenvalue problem to the principal stress trajectories. On the one hand this theory will permit a prediction of the reaction of the biological bone structure after the implantation of a prosthesis, on the other hand it may be useful in engineering optimization problems. An analytical example shows its efficiency. KW - Knochen KW - Knochenbildung KW - Knochenchirugie KW - Strukturanalyse KW - Schwammknochen KW - Knochendichte KW - Wolffsches Gesetz KW - bone structure KW - bone density KW - Wolff's Law KW - cancellous bone Y1 - 2004 ER - TY - JOUR A1 - Wegmann, Kilian A1 - Hackl, Michael A1 - Staat, Manfred A1 - Mayer, Katharina A1 - Müller, Lars-Peter T1 - Double plate osteosynthesis of proximal ulna fractures: biomechanical and clinical results JF - Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy N2 - While plate fixation of proximal ulna fractures might lead to superior clinical results compared to tension band wiring, regular plates represent an established risk factor for wound complications. The olecranon double plates (Medartis, Basel, CH) might decrease complications related to the osteosynthesis because of their low profile and better anatomical fit. This study aimed to evaluate the biomechanical performance and clinical results of the olecranon double plates. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1007/s00167-016-4079-0 SN - 0942-2056 VL - Volume 24 IS - Supplement 1 SP - 58 EP - 59 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Jung, Alexander A1 - Staat, Manfred A1 - Müller, Wolfram T1 - Flight style optimization in ski jumping on normal, large, and ski flying hills JF - Journal of biomechanics Y1 - 2013 SN - 1873-2380 (E-Journal); 0021-9290 (Print) N1 - Corrigendum to “Flight style optimization in ski jumping on normal, large, and ski flying hills” [J. Biomech 47 (2014) 716-722] Journal of Biomechanics, 2018;71:313. VL - Vol. 47 IS - Iss. 3 SP - 716 EP - 722 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Tran, Ngoc Trinh A1 - Trinh, Tu Luc A1 - Dao, Ngoc Tien A1 - Giap, Van Tan A1 - Truong, Manh Khuyen A1 - Dinh, Thuy Ha A1 - Staat, Manfred T1 - FEM shakedown analysis of structures under random strength with chance constrained programming JF - Vietnam Journal of Mechanics N2 - Direct methods, comprising limit and shakedown analysis, are a branch of computational mechanics. They play a significant role in mechanical and civil engineering design. The concept of direct methods aims to determine the ultimate load carrying capacity of structures beyond the elastic range. In practical problems, the direct methods lead to nonlinear convex optimization problems with a large number of variables and constraints. If strength and loading are random quantities, the shakedown analysis can be formulated as stochastic programming problem. In this paper, a method called chance constrained programming is presented, which is an effective method of stochastic programming to solve shakedown analysis problems under random conditions of strength. In this study, the loading is deterministic, and the strength is a normally or lognormally distributed variable. KW - limit analysis KW - shakedown analysis KW - chance constrained programming KW - stochastic programming KW - reliability of structures Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.15625/0866-7136/17943 SN - 0866-7136 SN - 2815-5882 VL - 44 IS - 4 SP - 459 EP - 473 PB - Vietnam Academy of Science and Technology (VAST) ER - TY - CHAP A1 - Tran, Ngoc Trinh A1 - Tran, Thanh Ngoc A1 - Matthies, H. G. A1 - Stavroulakis, G. E. A1 - Staat, Manfred ED - Papadrakakis, M. T1 - Shakedown analysis of plate bending analysis under stochastic uncertainty by chance constrained programming T2 - ECCOMAS Congress 2016, VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. Crete Island, Greece, 5–10 June 2016 Y1 - 2016 ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, Michael A1 - Hicken, E. F. T1 - LISA - ein europäisches Projekt zur FEM-basierten Traglast- und Einspielanalyse T1 - LISA - a European project for FEM-based limit and shakedown analysis N2 - Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizität, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschränkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle für Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik führt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verzögert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend geändert. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragfähigkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegenüber elastischen Analysen wesentlich zu erhöhen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen Überblick über mögliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abhängig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden können. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle benötigt. Das Vorgehen ist ähnlich der Stabilitätsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA entwickelten Zuverlässigkeitsanalysen sind nichlinear erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv möglich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchführbar. Auf die vorgesehenen Erweiterungen der Werkstoffmodellierung für nichtlineare Verfestigung und für Schädigung konnte hier nicht eingegangen werden. Es herrscht ein deutlicher Mangel an Experimenten zum Nachweis der Grenzen zwischen elastischem Einspielen und dem Versagen durch LCF oder durch Ratchetting. KW - Einspielen KW - Traglast KW - Finite-Elemente-Methode KW - LISA KW - limit analysis KW - shakedown analysis Y1 - 1999 ER - TY - JOUR A1 - Tran, Thanh Ngoc A1 - Staat, Manfred T1 - An Edge-Based Smoothed Finite Element Method for Primal-Dual Shakedown Analysis of Structures Under Uncertainties JF - Limit State of Materials and Structures : Direct Methods 2. Saxcé, Géry de (Hrsg.) Y1 - 2013 SN - 978-94-007-5424-9 SP - 89 EP - 102 PB - Springer CY - Dordrecht ER - TY - JOUR A1 - Hasan, Istabrak A1 - Keil, Ludger A1 - Staat, Manfred A1 - Wahl, Gerhard A1 - Bourauel, Christoph T1 - Determination of the frictional coefficient of the implant-antler interface : experimental approach JF - Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik N2 - The similar bone structure of reindeer antler to human bone permits studying the osseointegration of dental implants in the jawbone. As the friction is one of the major factors that have a significant influence on the initial stability of immediately loaded dental implants, it is essential to define the frictional coefficient of the implant-antler interface. In this study, the kinetic frictional forces at the implant-antler interface were measured experimentally using an optomechanical setup and a stepping motor controller under different axial loads and sliding velocities. The corresponding mean values of the static and kinetic frictional coefficients were within the range of 0.5–0.7 and 0.3–0.5, respectively. An increase in the frictional forces with increasing applied axial loads was registered. The measurements showed an evidence of a decrease in the magnitude of the frictional coefficient with increasing sliding velocity. The results of this study provide a considerable assessment to clarify the suitable frictional coefficient to be used in the finite element contact analysis of antler specimens. Y1 - 2012 SN - 1862-278X VL - 57 IS - 5 SP - 359 EP - 363 PB - De Gruyter CY - Berlin ER -