Modelowanie stanu naprężeń i odkształceń w kompozycie UHMWPE – włókno węglowe

• Autorzy: Mordal Katarzyna , Szarek Arkadiusz

Warianty tytułu

EN

Modeling of stress and deformation state in UHMWPE – carbon fibre composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł poświęcono modelowaniu stanu naprężeń i odkształceń kompozytu UHMWPE – włókno węglowe. Część wstępna obejmuje kwestie związane z biomateriałami, kompozytami oraz właściwościami osnowy i włókien analizowanego materiału. Z kolei w części badawczej zaprezentowano zagadnienia dotyczące przygotowania modelu badanego kompozytu oraz wyniki badań z wykorzystaniem metody elementów skończonych obrazujące rozkład naprężeń i odkształceń w materiale powstający w wyniku ściskania.

EN

The article is devoted to modeling the state of stresses and strains for composite UHMWPE – carbon fiber. The introductory part covers issues related to biomaterials, composites and properties of matrix and fibers of analyzed material. In turn, the research part presents issues regarding the preparation of the model of the tested composite and the results of computer simulations, carried out in the ADINA program, illustrating the distribution of stresses and strains of the material resulting from compression.

Słowa kluczowe

PL

biomateriały; kompozyty; UHMWPE; włókno węglowe; modelowanie

EN

biomaterials; composites; UHMWPE; carbon fibre; modelling

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 17
• Strony: 85--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Mordal Katarzyna

• Zakład Bioinżynierii i Obróbki Plastycznej, Instytut Technologii Mechanicznych, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Politechnika Częstochowska, Częstochowa

autor

Szarek Arkadiusz

• Zakład Bioinżynierii i Obróbki Plastycznej, Instytut Technologii Mechanicznych, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Politechnika Częstochowska, Częstochowa

Bibliografia

• [1] Bladen C.L. et al.: Analysis of wear, wear particles and reduced inflammatory potential of vitamin E ultrahigh-molecular-weight polyethylene for use in total joint replacement, Journal of Biomedical Material Research Part B: Applied Biomaterials, vol. 101B (3), 2013, p. 458-466.
• [2] Boczkowska A., Krzesiński G., Kompozyty i techniki ich wytwarzania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2016.
• [3] Chukov D.I. et al.: Surface modification of carbon fibres and its effect on the fiber- matrix interaction of UHMWPE based composites. Journal of Alloys and Compounds, vol. 586, 2014, p. 459-463.
• [4] Czaja K.: Poliolefiny. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005.
• [5] Fejdyś M., Łandwijt M.: Włókna techniczne wzmacniające materiały kompozytowe. „Techniczne Wyroby Włókiennicze”, nr 1/2, 2010, s. 12-22.
• [6] Gigante A. et al.: Effectiveness of Vitamin-E-Doped Polyethylene in Joint Replacement: A Literature Review, Journal of Functional Biomaterials, vol. 6, 2015, p. 889-900.
• [7] Kaczorowski M., Krzyńska A.: Konstrukcyjne materiały metalowe, ceramiczne i kompozytowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
• [8] Kurtz S.: UHMWPE Biomaterials Handbook. Third Edition. Elsevier Inc., USA 2016.
• [9] Mayer P., Kaczmar J.: Właściwości i zastosowania włókien szklanych i węglowych. „Tworzywa sztuczne i chemia”, nr 6, 2008, s. 52-56.
• [10] Malito L. G. et al.: Material properties of ultra-high molecular weight polyethylene: Comparison of tension, compression, nanomechanics and microstructure across clinical formulations, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, vol. 83, 2018, p. 9-19.
• [11] Newcomb B.: Processing, structure and properties of carbon fibres. Composites: Part A, vol. 91, 2016, p. 262-282.
• [12] Nowacki J, Dobrzański L., Gustavo F.: Biomateriały w konstrukcji implantów, [w:] Implanty śródszpikowe w osteosyntezie kości długich. International OCSCO World Press, Gliwice 2018, s. 52-62.
• [13] Oczoś K.E., Kompozyty włókniste - właściwości, zastosowanie, obróbka ubytkowa. „Mechanik”, nr 7, 2008, s. 578-592.
• [14] Podrez-Radziszewska M., Głuszewski W.: Radiacyjna modyfikacja polietylenowych implantów chirurgicznych. „Współczesna Onkologia”, nr 9(8), 2005, s. 365-367.
• [15] Szarek A.: Biomechaniczne i biomateriałowe determinanty aseptycznego obluzowania endoprotez stawu biodrowego. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2015.
• [16] Woźniak D., Kukiełka L., Kompozyty w technice w aspektach materiałów nowej generacji. „Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe”, nr 6(15), 2014, s. 292-296.