Zastosowanie metody elementów skończonych do modelowania wewnątrzustrojowej protezy przełyku

Nowak, A. J.; Dobrzański, L. A.; Rybczyński, R.; Mech, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zastosowanie metody elementów skończonych do modelowania wewnątrzustrojowej protezy przełyku

Autorzy

Nowak A. J. , Dobrzański L. A. , Rybczyński R. , Mech R.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://gliwice.impib.pl/nasze-wydawnictwa/przetworstwo-tworzyw/roczniki

Identyfikatory

Warianty tytułu

Finite element method application for modelling of internal oesophageal prosthesis

Języki publikacji

Abstrakty

W pracy przedstawiono symulację komputerową wewnątrzustrojowej protezy przełyku, wykonanej z długowłóknistego materiału kompozytowego, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Modelowanie naprężeń wewnętrznych protezy wykonano w środowisku ANSYS Workbench. Dodatkowo w pracy przedstawiono zalety stosowania tego typu oprogramowania. Zastosowana MES pozwoliła na modelowanie naprężeń i odkształceń powstających w materiale kompozytowym, zarówno w warunkach odwzorowujących rzeczywiste badania doświadczalne, jak i w warunkach przybliżonych do panujących w organizmie człowieka po zaimplantowaniu protezy. Opracowana symulacja upraszcza oraz zmniejsza koszty optymalizacji własności wewnątrzustrojowej protezy przełyku przez symulację tych własności bez konieczności wykonywania dodatkowych badań laboratoryjnych.

The general topic of this paper is the computer simulation with the use of Finite Element Method (FEM) for determining the internal stresses in the internal oesophageal prosthesis based on long-fibre composite material. Modelling of stresses in the internal oesophageal prosthesis was performed with the help of FEM in ANSYS environment. Application of FEM was discussed and essential advantages resulting from application of it are pointed. Applied FEM enables modelling of stresses and deformations arises in composite material in the conditions representing real experimental investigations as well as condition similar of those prevailing in human body after prosthesis implementation. Developed simulation simplifies and reduces cost of optimization of the internal oesophageal prosthesis properties by simulation of this properties without necessity of additional laboratory investigations.

Słowa kluczowe

proteza przełyku metoda elementów skończonych materiał kompozytowy materiał implantacyjny implant medyczny naprężenie wewnętrzne odkształcenie właściwości mechaniczne

oesophageal prosthesis finite element method composite material implant material medical implant internal stress strain mechanical properties

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników

Czasopismo

Przetwórstwo Tworzyw

Rocznik

2013

Tom

[R.] 19, nr 4 (154)

Strony

384--389

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nowak A. J.

Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych; Wydział Mechaniczny Technologiczny; Politechnika Śląska w Gliwicach

autor

Dobrzański L. A.

Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych; Wydział Mechaniczny Technologiczny; Politechnika Śląska w Gliwicach

autor

Rybczyński R.

Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej; Politechnika Wrocławska; Wydział Mechaniczny, Wrocław

autor

Mech R.

Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej; Politechnika Wrocławska; Wydział Mechaniczny, Wrocław

Bibliografia

1. Antosik, T., Awrejcewicz, J., „Numerical and experimental analysis of biomechanics of three lumbar vertebrae”, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 3, 413-434, 1999
2. Bathe K. J., Finite element procedures in engineering analisis, Publication of Hall, New Jersey 1982
3. Borkowski, P., Kędzior, K., Krzesiński, G., Skalski, K.R., Wymysłowski, P., Zagrajek, T., „Numerical investigation of a new type of artificial lumbar disc”, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 42/1, 253-268, 2004
4. Chua D. et al., „Finite elements simulation of stent expansion”, Journal of Materials Processing Technology, 120, 335-340, 2002
5. Dobrzański L.A., Pusz A., Nowak A.J., Górniak M., „Constructional model of internal oesophageal prosthesis”, Archives of Materials Science and Engineering, 42 (2) 69-76, 2010
6. Dobrzański L.A., Pusz A., Nowak A.J., Górniak M., „Application of computer techniques in modelling of biofunctional implants”, Journal of Achievements In Materials and Manufacturing Engineering, (in print)
7. Dobrzański L.A., Nowak A.J., Błażejewski W., Rybczyński R., The concept of preparation of oesophageal prosthesis based on long-fiber composite material, Journal of Achievements In Materials and Manufacturing Engineering, 46 (1) 2011, 18-24
8. Dobrzański L.A., Nowak A.J., Błażejewski W., Rybczyński R., Non-standard test methods for long-fibrous reinforced composite materials, Archives of Materials Science and Engineering, 47 (1) 2011, 5-10
9. Grabarski A., Wróbel I., Introduction to FEM, Publication of Warsaw University of Technology, Warsaw 2008
10. Grzesikiewicz W., Zbiciak A., „Study of generalized Prandtl rheological model for constitutive description of elastoplastic properties of materials”, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 55/2, 501-510, 2012
11. Kopernik M., Nowak J., „Physical and numerical modeling of functional trileaflet aortic valves”, Mechanic, 11, 958-963, 2008
12. Król K., Finite Element Method in the design calculations, Publication of Radom University of Technology, Radom 2007
13. Labrosse M.R., Beller C.J., Robicsek F., Thubrikar M.J., „Geometric modeling of functional trileaflet aortic valves. Development and clinical applications”, Journal of Biomechanics, 39, 2665-2672, 2006
14. Łączka S., Introduction to the ANSYS Finite element system, Cracow Technical University Press, 1999
15. Łodygowski T., Finite element method in selected problems of mechanics and construction engineering, Publisher University of Technology, Poznan 1991
16. Migliavacca F. et al., „Mechanical behavior of coronery stents investigated through the fine element method”, Journal of Biomechanics, 35, 803-811, 2002
17. Nowak A.J., „ Struktura i własności nowo opracowanego materiału kompozytowego na wewnątrzustrojowe protezy przełyku” Praca doktorska, Biblioteka Główna Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011
18. Rakowski G., Kacprzyk Z., FEM in mechanical design, Publication of Warsaw University of Technology, Warsaw 2005
19. Stadnicki, J., Tokarz, Z., „Analysis of deflection of composite aircraft wing”, Bulletin of the Military Technical Academy, 57/2, 45-54, 2008
20. Stolarski T., Nakasone Y., Yoshimoto S., Engineering analysis with ansys software, Printed by Elsevier, UK (2008)
21. Szymiczek M., Wróbel G., Rojek M., Czapla T., „Simulation diagnostics of the polyester-glass pipes degradation process; experimental basis, Journal of Achievements In Materials and Manufacturing Engineering 59/1, 37-47, 2013
22. Whitcher F.D., „Symulation of in vivo loadin conditions of nitinol waskular stent structures”, Computers and Structures, 64, 1007-1011, 1997
23. Wróbel G., Rojek M., Szymiczek M., „Simulation studies of fatigue degradation process with reference to composite pipes”, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 55/2, 596-599, 2012
24. www.ansys.com

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-0904de33-c009-4230-8c1f-dc720552bb2e