Wyciskany film smarowy w stawie biodrowym z panewką porowatą

• Autorzy: Krzemiński K. , Rudniak L. , Dahlke M.

Warianty tytułu

EN

The fluid sqeeze film in human hip joint with porous bush

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wyciskanego filmu smarowego w stawie biodrowym z panewką porowatą. Ruch cieczy synowialnej w szczelinie smarowej opisano równaniem Reinoidsa, a w panwi porowatej równaniem Laplace'a. Przedstawione zostały przestrzenne rozkłady ciśnienia w szczelinie smarowej, wypadkowy wektor obciążenia, jego składowe stawu oraz położenie. Podano jak zmienia się rozkład ciśnienia w szczelinie smarowej stawu dla różnych wysokości szczeliny oraz dla różnych wartości przepuszczalności porowatej panwi. Określone zostały rozkłady prędkości cieczy synowialnej w szczelinie smarowej dla wyciskanego filmu smarowego. Do przeprowadzenia obliczeń wykorzystano program obliczeniowy FLUENT oparty o metodę elementów skończonych.

EN

Analitycal research for squeezing out of synovial fluid in human hip joint has been presented in this paper. The fluid flow in joint gap was denoted by Reynolds equation and in porous bush by Laplace'a equation. The spherical pressure distributions in joint gap, resultand carrying force, its components, localization of result and load in human hip joints have been defined. Calculations of change pressure distributions in joint gap for variable height of joint gap and variable permeability of porous bush have been presented. The distributions of speed motions for squeezing out of synovial fluid in human hip joint was denoted. Calculation program FLUENT with finite elements metod to perform the calculations was applicated.

Słowa kluczowe

PL

staw biodrowy człowieka; rozkład ciśnienia; nośność; szczelina smarowa

EN

human hip joint; pressure distribution; load capacity; oil gap

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2004
• Tom: nr 1
• Strony: 45--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Krzemiński K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Instytut Techniki Lotnicznej i Mechaniki Stosowanej, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa

autor

Rudniak L.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej, ul. Waryńskiego 1, 00-665 Warszawa

autor

Dahlke M.

• Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Katedra Materiałoznawstwa, ul. Wiejska 45C, 15-351 Białystok

Bibliografia

• 1. Burcan J., Cwanek J., Gierzyńska-Dolna M., Korzyński M.: Tribologiczne aspekty smarowania naturalnych stawów człowieka. Tribologia 4/96, s. 321-337.
• 2. Burcan J., Cwanek J., Gierzyńska-Dolna M., Korzyński M.: Biotribologiczne aspekty smarowania na przykładzie endoprotezy stawu biodrowego. Tribologia 4/96, s. 338-353.
• 3. Będziński R.: Biomechanika Inżynierska. Wybrane zagadnienia. Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej. Wrocław 1997.
• 4. Czajkowski A., Wierzcholski K.: Analiza numeryczna prędkości płynu stawowego w szczelinie stawu biodrowego człowieka. Mechanics in Medicine 3. Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów 1996, pp. 261-269.
• 5. Czajkowski A.: Numerical calculations of capacity, compressive stress and pressure in human elliptical hip joint. XXV Szkoła Tribologiczna. Tribologia na progu trzeciego tysiąclecia. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 2002, s. 53-60.
• 6. Dąbrowski J.R.: Problemy alloplastyki stawu biodrowego. Tribologia 4/96 s. 365-374.
• 7. Gierzyńska-Dolna M.: Biotribologia. Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, 2002.
• 8. Ferguson J.S., Bryyant J.T., Ganz R., Ito K.: An in vitro investigation of the acetabular labral seal in hip joint mechanics. Journal of biomechanics. 36/2003 s. 171-178.
• 9. Krzemiński K.: Nośność łożysk porowatych z tulejami o gradientowym rozkładzie właściwości. Tribologia 1/2002 s. 279-287.
• 10. Krzemiński K.: Łożyska porowate z tulejami wielowarstwowymi. XXIV Jesienna Szkoła Tribologiczna, Krynica 11-14 IX 2000. Polska Tribologia 2000, s. 103-108.
• 11. Mow V.C., Ratcliffe A., Woo S.: Biomechanics of diarthrodial joints. Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New York 1990.
• 12. Ryniewicz A.M.: The problem of lubrication mechanism of the human joints. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn. Z. 3. vol. 37. 2002 s. 111-124.
• 13. Wierzcholski K., Nowowiejski R., Pytko S.: Badania lepkości dynamicznej mazi stawowej. Mechanics in Medicine 2, Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów, 1994, s. 73-80.
• 14. Wierzcholski K.: Nowe analityczno-numeryczne kierunki modelowania biołożysk. Mechanics in Medicine 3, Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów 1996, s. 189-195.
• 15. Wierzcholski K., Nowowiejski R.: Rozkład ciśnienia w szczelinie stawu biodrowego dla zmiennej lepkości mazi stawowej. Mechanics in Medicine 3. Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów 1996, s. 207-218.
• 16. Wierzcholski K., Nowowiejski R.: Biotribologiczne koncepcje modelowania stawów człowieka. Orthopaedic Quaterly Proceedings Seminar, Nr 2, ISSN 1230-1043, Łódź 1996, s. 43-54.
• 17. Wierzcholski K.: Behaviour of synovial fluid squeeze film in biobearing gap. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Kwartalnik PAN, vol. 33, z. 2 (114), 1998, s. 325-332.
• 18. Wierzcholski K.: Mechaniczne aspekty biotribologii. Mechanics in Medicine 4, Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów 1998, s. 311-316.
• 19. Wierzcholski K.: Synovial flow parameters in human joint gap. Tribologia ISSN 0208-7774 Nr 6, (162), 1998, s. 982-996.
• 20. Wierzcholski K.: The thigh human bone torsion with hollow canals. Tribologia ISSN 0208-7774 Nr 6, (162), 1998, s. 997-1008.
• 21. Wierzcholski K., Czajkowski A.: Squeezing out of synovia in biobearing gap (in English), Wyciskanie cieczy synowialnej w szczelinie biołożyska. Tribologia 4, 1998 (160) ISSN 0208-7774 pp. 509-516.
• 22. Wierzcholski K., Czajkowski A.: Analysis of the capacity force for synovia symmetrical flow in the human joint with the changeable gap. Tribologia 6,1998 (162) ISSN 0208-7774, s. 1009-1021.
• 23. Wierzcholski K.: Axisymmetrical flow of synovial fluid between curvilinear bone surfaces in human joints. Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 2, Nr 1, 2000 , s. 29-46.
• 24. Wierzcholski K., Franke R.P.: Lubrication of biobearing in to-and-fro motion and for squeezing out of synovial fluid. Mechanics in Medicine 5, Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów 2000 ISNN 1427-0374, s. 279-285.