Human hip joint lubrication for permeable cartilage.

• Autorzy: Wierzcholski K.

Warianty tytułu

PL

Smarowanie stawu biodrowego człowieka dla przepuszczalnej chrząstki.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper shows numerical calculations of the friction forces in spherical and other curvilinear orthogonal coordinates for hydrodynamic unsymmetrical synovial non-Newtonian fluid flow with variable viscosity and for random changes of human hip joint gap. According to the author's knowledge the problem of human joint lubrication in unsteady motion has not been hitherto considered in the scientific papers on biotribology.

PL

Praca przedstawia pewien model obliczeń wartości sił tarcia zapisany w ortogonalnych sferycznych i innych krzywoliniowych układach współrzędnych dla hydrodynamicznego, niesymetrycznego przepływu cieczy synowialnej o własnościach nienewtonowskich i zmiennej lepkości w szczelinie stawu biodrowego człowieka z uwzględnieniem zmian losowych. Według informacji autora tak przedstawiony model nie był do tej pory rozpatrywany w pracach naukowych w problemach niestacjonarnego smarowania stawów człowieka. W pracy zostały zastosowane warunki brzegowe Beaversa dla przepływu cieczy synowialnej w szczelinie stawu biodrowego człowieka przy uwzględnieniu miękkiej porowatej chrząstki stawowej. Warunki Beaversa w nowym zastosowaniu pozwalają uwzględnić dodatkową wartość prędkości stycznej na powierzchni chrząstki w trakcie smarowania. Ta wartość prędkości ma istotny wpływ na powstające siły tarcia w trakcie smarowania.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamic lubrication; rotation; squeezing; weeping

PL

smarowanie hydrodynamiczne; rotacja; wyciskanie; przesączanie

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 41, nr 2
• Strony: 213--221

Twórcy

autor

Wierzcholski K.

• Gdynia Maritime Univesity,

Bibliografia

• [I] Ahn, H.-S., Chizhik, S.A., Dubravin, A.M., Kazachenko, V.P., Popov, V.V.: Application of phase contrast imaging atomic force microscopy to tribofilms on DLC coatings. Wear, 249, 2001, pp. 617-625.
• [2] Beavers, G.S., Sparrow, E.M., Magnuson, R.A.: Experiments on Coupled Parallel Flows in a Channel and Bounding Porous Medium. Journal of Basic Engineering, 1970, pp. 843-848.
• [3] Chizhik, S.A., Huang, Z., Gorbunov, V.V., Myshkin, N.K., Tsukruk, V.V.: Micromechanical properties of elastic polymeric materials as probed by scanning force microscopy. Langmuir, 1998, 14, pp. 2606-2609.
• [4] Chizhik, S.A., Ahn, H.-S., Chizhik, V.V., Suslov, A.A.: Tuning fork energy dissipation nanotribometry as option of AFM, Proceeding International Workshop "Scanning Probe Microscopy". Nizhny Novgorod, 2004, pp. 119-121.
• [5] Cieszko, M., Kubik, J.: Derivation of Matching Conditions at the Contact Surface Between Fluid-Saturated Porous Solid and Bulk Fluid. Transport in Porous Media, 1999, 34, pp. 319-336.
• [6] Dowson, D.: Bio-Tribology of Natural and Replacement Synovial Joints. In: Van Mow C, Ratcliffe A., Woo S.L-Y.: Biomechanics of Diarthrodial Joint. Springer-Verlag, New York, Berlin, Londyn, Paris, Tokyo, Hong Kong, 1990, Vol. 2.
• [7] Mow, V.C, Holmes, M.H., Lai, W.M.: Fluid transport and mechanical properties of articular cartilage. Journal of Biomechanics, 1984, 17, pp. 337-394.
• [8] Mow, V.C, Ratcliffe, A., Woo, S.: Biomechanics of Diarthrodial Joints. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1990.
• [9] Mow, V.C, Soslowsky, L.J.: Friction, lubrication and wear of diarthrodial joints. In: Mow VC, Hayes WC, eds. Basic orthopedic biomechanics. New York, Raven Press, 1991, pp. 254-291.
• [10] Mow, V.C, Guilak, F.: Cell Mechanics and Cellular Engineering. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1994.
• [11] Pytko, S., Wierzcholski, K.: Analytical calculations for experimental dependences between shear ratę and synovial fluid viscosity. Proc. of Internat. Tribology Conference Japan Yokohama, 1995, Vol.3, pp. 1975-1980.
• [12] Wierzcholski, K.: The method of solutions for hydrodynamic lubrication by synovial fluid flow in human joint gap. Control and Cybernetics, 2002, vol. 31 No. 1, pp. 91-116.
• [13] Wierzcholski, K: Random changes of temperaturę in slide bearing gap. International Congress Thermal Stress IUTAM Proceedings, Vienna, 2005, pp. 449-452.
• [14] Wierzcholski, K.: Intelligent Artificial Joint and Regeneration Problems in Articular Joints. Journal of Kones International Combustion Engines, Warsaw, 2005. Vol.l2, No.3-4, pp. 355-362.
• [15] Wierzcholski, K.: Stochastic non-isothermic lubrication of hip joint with deformable cartilage. Tribologia, 2005, 4(202), pp. 309-322.
• [16] Wierzcholski, К.: Импульсная смазка в тазобедренном суставе для гипоупругой модели хряща. Российский Журнал Биомеханики Pеrm, 2005, Vо1. 9, No. 2, рр. 42-63.
• [17] Wierzcholski, K., Cwanek, J.: Measurements of surface roughness of heads of human hip joints in lubrication aspects. Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej Technical University of Gliwice 2005, pp. 477-483.
• [18] Wierzcholski, K.: Asperities and deformations of hyper elastic joint cartilages in cultivation aspects. Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej Technical University of Gliwice, 2005, pp. 469-475.
• [19] Wierzcholski, K: Comparison Between Impulsive and Periodic Non-Newtonian Lubrication of Human Hip Joint. Engineering Transaction, 2005, 53, 1, pp. 69-114.