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Desena-Galarza, DAutor o CoautorMerodio, JAutor (correspondencia)

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Computational bifurcation analysis for hyperelastic residually stressed tubes under combined inflation and extension and aneurysms in arterial tissue

Publicado en:Finite Elements In Analysis And Design. 197 103636- - 2021-12-01 197(), DOI: 10.1016/j.finel.2021.103636

Autores: Desena-Galarza, D.; Dehghani, H.; Jha, N. K.; Reinoso, J.; Merodio, J.;

Afiliaciones

Univ Luxembourg, Fac Sci Technol & Med, Dept Engn, Inst Computat Engn & Sci, 6 Ave Fonte, L-4364 Esch Sur Alzette, Luxembourg - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETS Ingenieros Caminos Canales & Puertos, Dept Continuum Mech & Struct, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Seville, Sch Engn, Grp Elasticidad & Resistencia Mat, Camino Descubrimientos S-N, Seville 41092, Spain - Autor o Coautor

Resumen

In this investigation, the mechanical modelling of a hyperelastic residually stressed thick-walled circular cylindrical tube under inflation and extension is performed from a numerical standpoint. The constitutive relation is derived for residually stressed solids using an invariant-based free energy approach. A threedimensional residual stress field is introduced in the argument of the free-energy function. This formulation is incorporated into a numerical procedure using the Finite Element Method (FEM), with the use of a nonlinear solution scheme via the modified Riks method in order to capture bifurcation and post-bifurcation of the tube. The FE implementation of the proposed formulation is carried out in the general purpose code ABAQUS by means of user-defined capabilities. A comprehensive analysis of the structural performance of the tube is conducted with special focus on the effect of the residual stresses on the bifurcation behaviour. Results are analysed mainly in the context of aneurysms formation and propagation in arterial wall tissues, although it has other applications such as in the context of venous tortuosity. Bulging and bending modes are obtained, and post-bifurcation is also captured. Results suggest that the onset and location of the bulge along the axis of the tube depend mainly on the axial stretch and on the residual stress field. Computations also show that for sufficiently large values of axial stretch the onset of bifurcation is bulging while for small values of axial stretch the onset of bifurcation is bending. Post-bifurcation behaviour of this latter case gives rise to bulges on one side of the tube, which is an irregular shape that appears in the advancement of abdominal aortic aneurysms (AAA).

Palabras clave

3d residual stress fieldAbdominal aortic aneurysmsAbdominal aortic aneurysms (aaa)Bending and bulging bifurcationsBifurcation (mathematics)Bifurcation analysisComprehensive analysisConstitutive relationsCylindersElastic-materialElasticityFinite deformationsFree energyNon-linear elasticityNon-linear solutionsNumerical methodsNumerical proceduresPostbifurcationPropagationResidual stress fieldsResidual stressesStructural performanceTissueTissue engineeringTubes (components)

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Finite Elements In Analysis And Design debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición 46/267, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Mathematics, Applied.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales de Scopus Elsevier, arroja un valor para la media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1.29, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 3.88 (fuente consultada: Dimensions Jun 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-06-29, el siguiente número de citas:

  • WoS: 6
  • Scopus: 22

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-29:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 12 (PlumX).

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Luxembourg.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (DESENA GALARZA, DARIEL) y Último Autor (MERODIO GOMEZ, JOSE).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido MERODIO GOMEZ, JOSE.