Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie numeryczne procesów prostowania

Petruska J., Navrat T.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2014

|

T. 25, nr 1

39--52

PL

Proces prostowania rolkami skośnymi prętów okrągłych jest symulowany przy użyciu FEM i wzoru Eulera dla przepływu materiału przez maszynę. Krzywe początkowo pręty obracając się wzdłuż własnej osi w miarę przesuwania wzdłuż skośnych rolek prostujących są poddawane działaniu pulsującego momentu zginającego przekraczającego ich granicę plastyczności. Opracowano specjalny program wykorzystując metodę elementów skończonych typu belka, wzór Eulera przepływu materiału przez rolki prostujące i iteracyjne rozwiązania nieliniowe dla zachowania się materiałów elastoplastycznych. Zaadaptowanie strategii metody Eulera umożliwia bardzo skuteczne bezpośrednie rozwiązanie problemu. Podstawowe charakterystyki procesów, takich jak obciążenie rolek, odkształcanie produktu, krzywizna i plastyczność, mogą być otrzymywane bardzo szybko po wprowadzeniu danych. Pozwala to na znalezienie niezbędnego rozstawienia rolek dla konkretnych wprowadzonych danych jako wyniku procesu optymalizacji iteratywnej. W niniejszym artykule są przedstawione i omówione przykłady takich działań łącznie z opracowanymi algorytmami.

EN

The process of cross roll straightening of circular bars is simulated using FEM and Eulerian scheme of material flow through the machine. Initially curved bar rotates along its axis as it progresses through laterally staggered rolls, being loaded by a fluctuating bending moment beyond its elastic limit. Special program was developed, based on a beam-type finite element, Eulerian scheme of material flow along the straightened bar and nonlinear iterative solution of the elasto-plastic material behavior. Adopted strategy of Eulerian description makes the direct solution of the problem very efficient. Basic process characteristics like roller loading, product deflection, curvature and plasticization can be thus obtained very quickly from input data. It makes possible to find necessary intermeshing of rollers for given input data as a result of an iterative optimization process. Examples of this procedure together with developed algorithm are presented and discussed in the paper.

2

Vibration characteristic of the femoral bone

Vosynek P., Navrat T., Houfek L.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2012

|

z. 11

31--34

EN

The mechanical properties of the bone tissue are still important theme in many fields of the science. We can remind the problem of bone loss of astronauts in space, or osteoporosis, or quality of the bone remodelling after some trauma. So therefore the contribution deals with the different experimental method based on the vibrations, which could be useful for the investigation of the global mechanical properties of the bone tissue and the bone itself.

CS

Článek uvádí v souvislosti potřebu řešení biomechanických problémů v lidské společnosti. Konkrétně je zaměřena na oblast vibračnich charakteristik kostní tkáně, které mohou být nápomocny při určování její kvality v návaznosti na osteoporózu, připadně výsledek remodelačního procesu po traumatu. V článku jsou uvedeny dva přístupy k stanovení vibračních charakteristik. Pomocí rázového kladívka a budiče kmitů. Dále je vyšetřován vliv předzatižení a přenos vibrací přes závitové vložky, případně vruty.

3

Contemporary concepts of fatigue assessment of welded joints

Navrat T., Vlk M., Vosynek P., Petruska J.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2011

|

z. 10

59--64

EN

Traditionally, welded joints of structures were assessed using the concept of nominal stresses and the detail categories. The disadvantage of this concept is that it does not allow for structural details and, what is more, the welded structure is often extremely indented, which makes establishing particular nominal stresses very difficult or even impossible. In such cases, it is necessary to use finite element method to assess stress state of welded joints. This article attempts to summarize the concepts being used today.

CS

Tradicní zpúsob hodnocení svarovych spojü konstrukci je założeń na pouzití koncepce nominálních napétí a katalogu klasifíkace detailü. Nevyhodou tohoto zpúsobu je, że nezohledñuje konstrukcní detaily a navíc je svafená konstrukce mnohdy tak clenitá, że urcení nominálních napétí je slozité nebo zcela nemożnć. V téchto pfípadech je vyuzití metody konećnych prvkü pro posouzení namáhání svarovych spojü nezbytné. Shrnutí pouzívanych koncepcí je pfedmétem tohoto pfíspévku.

4

Strain-stress analysis of the surface replacement of the hip joint

Vosynek P, Navrat T

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2009

|

z. 8

113--118

EN

Today is the surface hip replacement very often surgery because of new studies and improvements. For young and active people iťs the best way to delay implantation of a conventional total hip replacement. The objective of this study was to perform finite-element analyses of computational model of the total surface replacement and physiological hip joint. We obtained strain-stress states from these analyses. All results were compared one another and then were confronted with results of the physiological hip joint. The three-dimensional computational model consists of these components: pelvic and femoral bone, muscles, artificial socket, and surface hip replacement. We were using FEM system ANSYS. The geometrical models of bones were generated by means of computed tomography (CT) images. The FE model of bone reflects two types of the bone tissues (trabecular and cortical bone) and muscles which are important when standing on one leg. The model of the muscle corresponds to isometric contraction. The implants material and bone tissues were modelled as isotropic linear elastic material. The model was loaded by force, corresponding to load by standing on one leg.

CS

Cílem této práce bylo určit deformačně-napěťové stavy v kyčelním kloubu s aplikovanou totální povrchovou náhradou pro různá ustavení femorální komponenty vůči stehenní kosti a srovnat je s deformačně-napěťovými stavy zjištěnými u fyziologického kloubu. Řešená soustava se skládá z křížové, pánevní, stehenní kosti, svalů, umělé jamky a femorální komponenty. Výpočty byly provedeny v konečnoprvkovém systému ANSYS. Geometrický model kostí byl vytvořen pomocí řezů získaných z počítačové tomografie. Zatížení odpovídá stoji na jedné dolní končetině. V práci je prezentována srovnávací analýza a výsledky deformačně-napěťových analýz, z nichž vyplývá celá řada velmi zajímavých poznatků.

5

Loading character of transtibial prosthesis

Prolousek D, Navrat T, Omasta M, Sestak J

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2008

|

z. 7

79--84

EN

This paper deals with next experimental measurement of mechanical properties of transtibial prosthesis. Prosthesis allows users standing and moving without of using others supporting devices. Therefore, patients can return back to social active life. Design and prosthesis properties decide about comfort, safeness and reliability of prosthesis. The article summarizes conclusions of preliminary experimental part, which was performed for real loading of straight walking, downhill walking and downstairs walking. The paper supports measuring published in Engineering Mechanics 2008 [1].

CS

Práce se zabývá experimentálním modelováním mechanických vlastností transtibiální protézy dolní končetiny. Protéza poskytuje uživateli možnost stoje a chůze bez nutnosti využití dalších pomůcek. Tímto se pacient vrací zpět do běžného a aktivního života. Její konstrukce a vlastnosti rozhodují o komfortu, bezpečnosti a spolehlivosti protézy. V příspěvku jsou shrnuty závěry přípravného experimentu, který si kladl za cíl ověřit měřící řetězec a porovnat naměřaná data s analytickým výpočtem.

6

Comparative analysis of SOCON CS screws in treatment of osteoporotic vertebral fractures

Navrat T, Cernohousova I, Florian Z, Kocis J, Houfek L

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2008

|

z. 7

75--78

EN

The article focuses on the effect of transpedicular cemented and non-cemented screws applied in osteoporotic vertebrae and on the stability of connection between the bone and screw when subjected to extraction test. Cemented and non-cemented screws were inserted in experimental vertebral samples and extracted using a standard testing device. The obtained results prove that the extraction force in cemented screws is significantly higher than in non-cemented screws (t-test, p-value = 0.007).

CS

Příspěvek se zabývá posouzením transpedikulárních cementovaných a necementovaných šroubů aplikovaných do kadaverózního osteoporotického obratle; pevnost spojení kost - šroub jsme hodnotili při vytrhávací zkoušce. Do zkušebních vzorků obratlů byly aplikovány cementované a necementované šrouby a na zkušebním stroji vytrženy. Naměřené výsledky potvrzují, že vytrhávací síla je pro cementované šrouby statisticky významně vyšší než pro necementované (t-test, p-value = 0,007).

7

Bifurcation diagram for drive system

Houfek L., Kratochvil C., Krejsa J., Navrat T

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2008

|

z. 7

43--46

EN

The paper is focused on analysis of dynamic properties of drive systems. It describes the possible ways of stability analysis and possible ways of analysis of bifurcation of steady states and possible occurrence of chaotic behavior.

8

Stress analysis of the ceramic head of hip joint endoprosthesis under different loading

Fuis V., Houfek M., Navrat T., Hlavon P.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2007

|

z. 6

47--50

EN

Using the system approach, the paper deals with the problems of ceramic head of hip joint endoprosthesis destructions, and with assessing the impact of shape deviations of conical surfaces on the tensile stress under different loading. Concerned are shape deviations from the ideal conical surfaces of the stem and the head of the endoprosthesis, which - when the head is put on the stem and the endoprosthesis loaded - form a contact configuration. The shape deviations may be modelled at the macro-level - this concerns model shape inaccuracies such as deviation from the nominal degree of taper, ovality, and their combination, or, possibly, at the micro-level - when the stochastic distribution of unevenness on the contact areas is respected. The problem of stress in ceramic heads was solved using the algorithm of the finite element method for spatial contact tasks. In the paper are presented and analysed the results of solution of the micro-level shape deviations, obtained from measurements made on the cones of stems and heads under the loading obtained from the experiments [1] and under ISO 7206-5 loading [2].

9

Calculation of Weibull material parameters of the ceramic head

Fuis V., Hlavon T., Navrat T.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 31

15-18

EN

The ceramic parameters are based on Weibull weakest link theory. Paper presents the results of the calculation of the ceramic material parameters (m, σU, σo) from the destruction test of the set of 40 pieces of the total hip joint endoprosthesis ceramic head.

10

Compupational modelling of the hip joint in reference to clinical requirements

Vaverka M., Vrbka M., Navrat T., Florian Z.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2003

|

nr 21

201-206

EN

A lot of disorders of the hip, especially in young patients, can be treated with a suitable osteotomy, which is based on the improvement of mechanical conditions in the hip joint. The surface replacement has also been developed as an alternative to a total hip replacement for young and more active people. Two finite element (FE) models are presented in this paper. The first one offers solutions to the strain-stress analysis of the physiological hip joint. The second one enables us to investigate strain and stress parameters in the hip joint with applied surface replacement.