Symulacja oddziaływań dynamicznych w stawie biodrowym ze sztuczną panewką

• Autorzy: John A. , Orantek P.

Warianty tytułu

EN

The dynamic load symulation in pelvic joint with artificial acetabulum

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zamodelowano dynamiczne zmiany obciążenia działającego w panewce stawu biodrowego w trakcie wykonywania podstawowych ruchów związanych z przemieszczaniem się na płaszczyźnie poziomej. W pracy analizowano dwa podstawowe przypadki obciążenia: zmianę siły w czasie od zera do maksymalnej wartości (cyklicznie) oraz zmianę kierunku działania w czasie. Model numeryczny uwzględnia skutki rekonstrukcji uszkodzonego stawu (całkowita alloplastyka stawu biodrowego). Wynikiem przeprowadzonej analizy była ocena stanu naprężenia w rejonie panewki.

EN

The numerical modelling makes it possible to prepare FE model of human pelvic bone after reconstruction. It is particular important when the THA operation is performed and the artificial acetabulum is fitted. In the paper the numerical model is prepared on the ground of the geometrical data from 3D scanning or CT. In the aim to create an artificial acetabulum a few procedures were done. All procedures were written in the C++ language. The procedures create the flange (width), the spherical cap (radius), and the bolts of artificial acetabulum (2 angles in spherical coordinates, width, height). On the basis of the above parameters the whole geometry of the structure is created. Next on the ground of the geometry, the finite element model is created and put into the bone finite element model. There is possible to model cemented and cementless acetabulum, with contact element and without. Here, two basic cases of dynamic load are assumed: acting force increases from 0 to maximum value and the direction of acting force changes from 0 to 120 degree.

Słowa kluczowe

PL

staw biodrowy; sztuczna panewka; panewka

EN

hip joint; artificial acetabulum; acetabulum

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 1, nr 32
• Strony: 211--218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

John A.

autor

Orantek P.

• Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki, Politechnika Śląska, 44-100 Gliwice, Konarskiego 18A\ tel. [phone],

Bibliografia

• 1. John A, Kuś W.: Identification of material coefficients of human pelvic bone on the ground of experimental data. Proc. of 19th Danubia-Adria Symposium on Experimental Method in Solid Mechanics, 2002, s. 38-39.
• 2. Pilarski W., Będziński R., John A., Gawin E.: Application of ESPI method for displacement analysis of cadaver human pelvis. Proc. of 19th Danubia-Adria Symposium on Experimental Method in Solid Mechanics, 2002, s. 46-47.
• 3. John A., Orantek P.: Computer aided analysis of stress and strain distribution human pelvic bone. Fifth World Congress on Computational Mechanics, WCCMV, Book of Abstract,vol. 1, Vienna 2002, s. 302,.
• 4. John A., Orantek P.: Computer aided creation of geometrical model of human pelvic bone. Acta of Bioengineering and Biomechanics, 3, Supplement 2, 2001, s. 217-220.
• 5. John A., Orantek P.: Numerical modeling of human pelvic bone. Proc. Of the 2nd Europian Conference on Computational Mechanics, Vol. of Abstracts, 2, Kraków 2001, s. 786-787.
• 6. John A.: Boundary conditions and yield criteria in numerical analysis of human pelvic bone. Journal of Mechanical Engineering, 53, No 2, Bratislava 2002, s. 65-76.
• 7. Będziński R., John A., Kuś W., Orantek P., Pilarski W.: The comparision of experimental results and numerical calculation for human pelvic bone. Acta of Bioengineering and Biomechanics, 4, Suppl. 1, 2002, s. 270-271.
• 8. John A., Orantek P., Telega J.J.: The numerical modeling of human pelvic bone with artificial acetabulum. 4th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS2004, Book of abstracts. Volume I. pełna wersja na CD, Jyvaskyla 2004, s. 37.
• 9. John A., Orantek P., Telega J.J.: The load cases in numerical model of pelvic bone with artificial acetabulum. 21th International Congress on Theoretical and Applied Mechanics ICTAM2004, ICTAM04 Abstracts book, pełna wersja na CD, Warszawa 2004, s.205.
• 10.John, M. Maździarz, J.J. Telega, J. Rojek and P. Małdyk: Contact between pelvis and prosthesis: loosening of acetabulum. Acta of Bioengineering and Biomechanics, 6, Suppl. 1, Work in progress, 2004, s. 5-10.
• 11. John A, Kuś W., Orantek P.: The numerical modelling of human pelvic bone after THA. Materiały Konferencyjne Międzynarodowej konferencji Computer Method in Mechanics CMM2005, Short Papers, (pełna wersja na CD), Częstochowa 2005, s. 99-100.
• 12. John A., Orantek P.: The numerical modeling of acetabulum reconstruction of human pelvic bone. Book of Abstracts International Conference on Numerical Methods in Continuum Mechanics, Žilina 2005, s. 39-40.
• 13. John A., Orantek P.: The numerical modelling of human pelvic bone after THA.Proceedings of the II International Conference on Computational Bioengineering ICCB2005, IST Press, vol., Lisbona 2005, 1, s. 97-106.
• 14. M. Stańczyk and J.J. Telega. The analysis of the PMMA bone cemented polymerisation process within the hip prosthesis fixation – a new approach. Acta of Bioengineering and Biomechanics, 5, Supplement 1, 2003, s. 458-463.
• 15. J. Rojek and J.J. Telega. Contact problem with friction, adhesion and wear in orthopaedic biomechanics. Part 1 – General developments. J. of Theoretical and Appl. Mech. 3, 39, pp. 655-677, 2001.
• 16. J. Rojek, J.J. Telega and S. Stupkiewicz. Contact problem with friction, adhesion and wear in orthopaedic biomechanics. Part 2 – Numerical implementation and application to implanted knee joints. J. of Theoretical and Appl. Mech. 3, 39, 2001, s. 679-706.
• 17. M. Shillor, M. Sofonea and J.J. Telega. Analysis of viscoelastic contact with normal compliance, friction and wear diffusion. C. R. Mecanique, 331, 2003, s. 395-400.