Hydrodynamic pressure and capacity in spherical human hip joint caused by rotation

• Autorzy: Wierzcholski K. , Miszczak A.

Warianty tytułu

PL

Ciśnienie i nośność sferycznych, biodrowych stawów człowieka

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The topic of presented research are the pressures and capacities caused by rotation in spherical human hip joint. In this paper are determined numerical values of such quantities as pressure, capacities, and compressive stresses which are occurring on the cartilage lying on the spherical bone head of human hip joint. Numerical calculations were done by using Mathcad 12 Professional Program and the Method of Finite Differences.

PL

Celem przedstawionych badań są aspekty parametrów tribologicznych stawów biodrowych człowieka. W niniejszej pracy zostały wyznaczone numerycznie wartości takich wielkości, jak ciśnienie, nośności oraz naprężenia ściskające występujące na chrząstce leżącej na sferycznej głowie kostnej stawu biodrowego człowieka. Rozpatrywany jest przypadek hydrodynamicznego smarowania stawu biodrowego poprzez ruch obrotowy głowy kostnej stawu biodrowego dla tarcia płynnego. Powierzchnie chrząstki zalegającej na powierzchni głowy kostnej oraz na panewce oddzielone są całkowicie od siebie warstewką cieczy synowialnej. Uwzględniono nienewtonowskie własności cieczy synowialnej, dla której wartość lepkości pozornej zmniejsza się ze wzrostem wartości prędkości deformacji. Gęstość cieczy synowialnej jest stała. Wysokość szczeliny stawu biodrowego ograniczona powierzchnią chrząstki stawowej zmienia swoje wartości w trakcie pracy. Obliczenia numeryczne zostały przeprowadzone dla zdrowego i chorego stawu biodrowego przy użyciu Programu Mathcad 12 oraz metody różnic skończonych.

Słowa kluczowe

EN

hip tribology; rotation; hydrodynamic pressure; capacity

PL

tribologia biodra; ruch obrotowy; ciśnienie hydrodynamiczne; nośność

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 3-4
• Strony: 379--387
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzcholski K.

autor

Miszczak A.

• Gdynia Maritime University, Morska St., 81-87, 81-225 Gdynia

Bibliografia

• 1. 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, Vol. 2, Chap. 29, 1990, s. 305-345.
• 2. Fung Y.C.: A First Course in Continuum Mechanics: for physical and biological engineers and scientists, 3-rd edn. Englewood Cliffs, NJ Prentice -Hall, 1994.
• 3. Kupchinov B.I., Ermakov S.F., Beloenko E.D.: Bio Tribology of Synovial Joints, Minsk, 1997.
• 4. Wierzcholski K.: Bio and slide bearings; their lubrication by non-Newtonian fluids and application in non-conventional systems. Principles of Human Joint Lubrication, Monograph, Vol. I, Second Edition, Gdańsk University of Technology, ISBN 83-923367-2-0, Gdańsk, 2006.
• 5. Wierzcholski, K.: Hydrodynamic lubrication Theory of Human Joint Gap, Russian Journal of Biomechanics, Perm, vol. 6, No. 1, 2002, s. 34-55.