Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 32

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The aim of the study was the estimation of the ability of hyperelastic material models for the fitting of experimental data obtained in the tensile testing of silicone liners used in lower-limb prosthetics. Three groups of liners were analysed: I – silicone liner, II – part of the liner in which the silicone has a fabric reinforcement, III – silicone liner with an outer covering material. Both longitudinal and circumferential samples were taken. The Neo-Hookean, Mooney-Rivlin and Ogden parameters of constitutive models of hyperelastic materials were calculated.
PL
Celem badań była ocena przydatności modeli materiałów hipersprężystych do dopasowania danych doświadczalnych uzyskanych w próbie rozciągania dla silikonowych linerów ortopedycznych stosowanych w protezach dolnych. Przeanalizowano trzy grupy: I – liner silikonowy, II – liner silikonowy z wewnętrznym wzmocnieniem, III – liner silikonowy z zewnętrznym wzmocnieniem. Wyróżniono dwa kierunki pobrania próbek: podłużny i obwodowy. Zidentyfikowano parametry określonych funkcji modeli konstytutywnych materiałów hipersprężystych: Neo-Hookean’a, Mooney-Rivlin’a i Ogden’a.
PL
Przeprowadzono porównanie wyników modelowania właściwości hipersprężystych materiału silikonowego wykorzystywanego na linery ortopedyczne. Próbki do badań wycięto z obszaru bliższego (mezjalny) gotowego lineru ortopedycznego. Do dopasowania danych doświadczalnych uzyskanych w jednoosiowej statycznej próbie rozciągania wykorzystano hipersprężyste modele materiałowe neo-Hooke’a, Mooney-Rivlina, Ogdena, Martinsa, VerondaWestmanna oraz Yeoha. Wykonano analizę współczynników korelacji. Opisano wpływ prędkości rozciągania (5 i 30 mm/min) na wartości stałych modelowych.
EN
Comparison of modeling results of hyperelastic properties of silicone material used for orthopedic liners was carried out. The test specimens were cut from the proximal (upper) area of silicone liner. The neo-Hookean, MooneyRivlin, Ogden, Martins, Veronda-Westmann and Yeoh material models were used to match experimental data obtained in uniaxial static tensile test. Analysis of correlation coefficients was performed. The effect of deformation velocity (5 and 30 mm/min) on model constants was described.
7
PL
Ścięgna mogą być czasowo lub trwale uszkodzone w warunkach nadmiernego obciążenia lub obciążenia przyłożonego z dużą szybkością. Z punktu widzenia decyzji chirurga istotnym jest przewidywanie intensywności uszkodzeń ścięgien. Można to zrobić poprzez określenie i zrozumienie odpowiedzi mechanicznej i rodzajów uszkodzeń ścięgien pod wpływem działania obciążenia. Jedną z ważnych cech ścięgien jest histereza mechaniczna, która określa zdolność ścięgna do rozpraszania energii, co oznacza, że napięcie mięśni nie jest w pełni przenoszone na szkielet. Badania przeprowadzono w celu określenia histerezy mechanicznej w modelu ścięgien wieprzowych w warunkach cyklicznego obciążenia w próbie quasi-statycznego rozciągania. Wykonano dziesięć cykli obciążenia- -odciążenia w teście quasi-statycznego rozciągania dla trzech poziomów maksymalnego obciążenia: 50 N, 100 N i 150 N. Dla każdego poziomu obciążenia zarejestrowano trzy pętle histerezy (pierwszą, piątą, dziesiątą) i na ich podstawie obliczono wartości energii dyssypacji i histerezy mechanicznej. Średnie wartości energii rozpraszania wyniosły 4,4 ±0,7 mJ, 19,7 ±3,7 mJ, 23,9 ±3,9 mJ odpowiednio dla poziomów obciążenia 50, 100 i 150 N. Między piątym a dziesiątym cyklem, dla których zaobserwowano stabilizację energii rozproszonej, wartości te wynosiły od 22 do 32%, co stanowiło połowę wartości histerezy dla pierwszego cyklu. Zaobserwowano wpływ zastosowanych obciążeń na wartości, zarówno energii dyssypacji, jak i energii zwróconej. Wpływu tego nie zaobserwowano na wartość histerezy mechanicznej.
EN
Tendons may be temporarily or permanently damaged under conditions of excessive high-rate loading. It is important for surgery decisions to predict the intensity of tendons injures. It can be done by the determination and understanding of the mechanical response and the failure modes of tendons under loading. One of the important issues concerned with tendons is mechanical hysteresis, demonstrating the ability of the tendon to dissipate energy, which indicates that the muscular tension is not fully transmitted to the skeleton. The aim of the study was to determine mechanical hysteresis of porcine tendons model under cyclic loading in the quasi-static tensile test. Repeated ten loading-unloading cycles in the quasi-linear tensile test were made for three levels of the maximal load: 50 N, 100 N and 150 N. Three hysteresis loops for each level of load were registered (1st, 5th, 10th) and used for calculation the values of energy dissipation and mechanical hysteresis. The mean values of energy dissipation were 4.4 ±0.7 mJ, 19.7 ±3.7 mJ, 23.9 ±3.9 mJ for load levels 50, 100 and 150 N, respectively. Between fifth and tenth cycle for which the stabilization of the mechanical hysteresis was observed, its values were between 22 and 32%, what was about half of the hysteresis value for the first cycle. The influence of the applied loads on the values of both the energy of dissipation and the returned energy can be seen but the value of mechanical hysteresis is independent of load levels.
EN
The aim of the study was an estimation of the possibility of using hyperelastic material models to fit experimental data obtained in the tensile test for the swine skin tissue. Methods: The uniaxial tensile tests of samples taken from the abdomen and back of a pig was carried out. The mechanical properties of the skin such as the mean Young’s modulus, the mean maximum stress and the mean maximum elongation were calculated. The experimental data have been used to identify the parameters in specific strain-energy functions given in seven constitutive models of hyperelastic materials: neo-Hookean, Mooney–Rivlin, Ogden, Yeoh, Martins, Humphrey and Veronda–Westmann. An analysis of errors in fitting of theoretical and experimental data was done. Results: Comparison of load –displacement curves for the back and abdomen regions of skin taken showed a different scope of both the mean maximum loading forces and the mean maximum elongation. Samples which have been prepared from the abdominal area had lower values of the mean maximum load compared to samples from the spine area. The reverse trend was observed during the analysis of the values of elongation. An analysis of the accuracy of model fitting to the experimental data showed that, the least accurate were the model of neo- -Hookean, model of Mooney–Rivlin for the abdominal region and model of Veronda–Westmann for the spine region. Conclusions: An analysis of seven hyperelastic material models showed good correlations between the experimental and the theoretical data for five models.
PL
Właściwości mechaniczne tkanki skórnej są heterogeniczne, anizotropowe, nieliniowe i lepkosprężyste ze względu na jej niejednorodność oraz kompleksowość struktur. W artykule opisano badania relaksacji naprężeń świeżej tkanki skóry świńskiej dla różnych poziomów odkształcenia (5%, 10% i 15%). Próbki zostały pobrane z grzbietu zwierzęcia, równolegle oraz prostopadle w stosunku do jego długiej osi ciała. Statyczna próba rozciągania została przeprowadzona w celu scharakteryzowania parametrów mechanicznych skóry: moduł Younga dla równoległych/prostopadłych próbek wyniósł 11,5 ±2,5/19,0 ±2,1 MPa, wytrzymałość na rozciąganie 11,4 ±1,4/13,0 ±1,7 MPa, odkształcenie przy zniszczeniu 21,3 ±1,1/34,4 ±4,7 mm. Różne kierunki pobrania próbek wpłynęły na właściwości lepkosprężyste. Dla próbek prostopadłych zostały osiągnięte następujące poziomy naprężenia początkowego: dla 5% odkształcenia około 0,3 MPa w 30 s, dla 10% odkształcenia około 1,1 MPa w 60 s i dla 15% odkształcenia 2,3 MPa w 90 s. Naprężenie początkowe osiągnięte dla próbek równoległych dla 5% odkształcenia wyniosło 0,3 MPa w 30 s, dla 10% odkształcenia 0,4 MPa w 60 s, i dla 15% odkształcenia osiągnęło wartość 1 MPa w 90 s. Krzywe relaksacji miały różny zakres czasu relaksacji dla różnych poziomów odkształcenia. Czas relaksacji dla równoległych/ prostopadłych próbek dla różnych poziomów odkształcenia wyniósł: 5% - 90/100 s, 10% - 110/150 s, 15% - 1000/1600 s. Do matematycznego modelowania mechanicznych właściwości tkanki skórnej świni wykorzystano model QLV.
EN
Mechanical behavior of skin tissue is described as heterogeneous, anisotropic, nonlinear and viscoelastic because of its nonhomogeneous, complex structure. This paper reports the study stress relaxation behavior of fresh porcine tissue skin for different strain levels (5%, 10% and 15%). The samples were taken parallel and perpendicular to the long axis of the pig’s body, from dorsal area. The tensile test of skin samples was carried out to characterize mechanical parameters of skin material: Young's modulus for parallel/perpendicular samples was 11.5 ±2.5/19.0 ±2.1 MPa, tensile strength was 11.4 ±1.4/13.0 ±1.7 MPa, elongation at break was 21.3 ±1.1/34.4 ±4.7 mm. The different directions of sampling influenced the viscoelastic properties. The perpendicular samples achieved the following levels of initial stress: at 5% strain of about 0.3 MPa in 30 s, at 10% strain of about 1.1 MPa in 60 s and at 15% strain 2.3 MPa in 90 s. The initial stress reached by the parallel sample for 5% strain was 0.3 MPa in 30 s, at 10% strain was 0.4 MPa in 60 s, and for 15% strain reached a value of 1 MPa in 90 s. Relaxation curves had different time ranges of stress relaxation for different levels of strain. The time of relaxation for parallel/perpendicular samples for different strain levels was: 5% - 90/100 s, 10% - 110/150 s, 15% - 1000/1600 s. The QLV theory was used to the mathematical modeling mechanical behavior of porcine skin tissue.
11
Content available remote Influence of a skin tissue anisotropy on mechanical hysteresis
EN
The mechanical properties of a pig’s skin as a human skin substitute in the studies carried out in vitro are used in surgery and engineering design. The investigation included the uniaxial tensile test and cyclic loading-unloading tests of a swine skin. The values of dissipated energy and energy dissipation ratio for first, fifth and tenth hysteresis loop of every examined sample were obtained. In the investigation, the skin anisotropy was taken into consideration. The estimation of the influence of various levels of load on the values of the measured parameters was also made.
PL
Właściwości mechaniczne tkanki skórnej świni jako substytutu skóry ludzkiej w badaniach in vitro są wykorzystywane w chirurgii i projektowaniu inżynierskim. Badania obejmowały przeprowadzenie próby jednoosiowego rozciągania oraz wykonanie testów cyklicznego obciążania-odciążenia dla skóry świni. Otrzymano wartości energii dyssypacji oraz współczynnika pochłaniania energii dla pierwszej, piątej i dziesiątej pętli histerezy mechanicznej każdej zbadanej próbki. We wszystkich przeprowadzonych badaniach uwzględniono anizotropową budowę tkanki skórnej. Oceniono także wpływ różnych poziomów zastosowanego obciążenia na wartości mierzonych parametrów.
13
EN
At present, in production of commercially available biopolyamides, castor oil is used as one of raw materials. In this paper possibilities of processing biocomposites based on biopolyamide (commercially delivered by Chinese company Suzhou Hipro Polymers) filled with 10 or 20 wt. % of glass, carbon or flax fibers were presented. Tensile properties (tensile strength, modulus of elasticity and elongation at break) of the composites in their conditioned state and afterwater soaking were discussed. As the results showed, a strong effect of reinforcement was obtained for all of the composites. The composites with glass and flax fibers have a great elongation and impact resistance. To evaluate fatigue stress of tested materials, simplified shortened Lehr’s method was used. The results of this work can be used in the designing process of structural materials with varying stiffness and ability to dissipate energy depending on the expectations of the recipient.
PL
W pracy zaprezentowano aktualne możliwości wytwarzania i modyfikacji poliamidów z surowców odnawialnych. Na przykładzie poliamidu otrzymywanego z oleju rycynowego i produkowanego na skalę przemysłową (Hiprolon 211) przedstawiono wyniki badań kompozytów z dodatkiem 10 lub 20 % mas. włókien — szklanych, węglowych lub lnianych. Porównano podstawowe właściwości wytrzymałościowe czystego biopoliamidu i jego kompozytów o różnym stopniu napełnienia (rys. 2—4). Wprowadzenie włókien we wszystkich przypadkach dało wyraźny efekt wzmocnienia. Wyznaczono wartości gęstości, temperatury mięknienia Vicata, udarności określanej metodą Charpy'ego z karbem (tabela 1), a także chłonności wody po 1, 7 i 30 dniach moczenia. Zbadano również zmiany właściwości wytrzymałościowych po 30-dniowej inkubacji w wodzie (rys. 6 i 7) czystego biopoliamidu i kompozytów z dodatkiem 10 % mas. napełniaczy. Techniką SEM wykonano fotografie powierzchni przełomów po rozciąganiu wytworzonych kompozytów. Widoczne są na nich charakterystyczne cechy struktury i morfologia różnych włókien (rys. 3). Przedstawiono rezultaty badań dynamicznych kompozytów, a w szczególności poziomy sił wymuszających, średnie wydłużenie oraz energie dyssypacji odpowiadających narastającym ilościom pętli mechanicznej histerezy (tabela 2, rys. 9). Porównano pętle histerezy kompozytów z włóknami szklanymi, węglowymi i lnianymi (rys. 8). Wyniki przedstawionych badań wykazały, że istnieją duże możliwości projektowania właściwości wytrzymałościowych kompozytów na osnowie długołańcuchowych biopoliamidów, ponieważ właściwości te zależą od rodzaju oraz ilości wprowadzanych włókien.
14
Content available remote Biocomposites based on PHB filled with wood or kenaf fibers
EN
In this paper, possibilities of processing biocomposites based on polyhydroxybutyrate (PHB) filled with 25 and 40 wt. % of wood flour or kenaf fibers are presented. Mechanical properties (tensile strength, modulus of elasticity) under three testing temperatures, a water absorption and its influence on properties, the process of biodegradation in the garden compost as well as SEM images of fractured composites are discussed. Modulus of elasticity and tensile strength increased with rising content of wood flour and kenaf fibres. The results show that PHB filled with kenaf fibers has higher mechanical properties, even despite higher ability to absorb water. Tested biocomposites absorb water and their mechanical properties decrease after exposure to water. It is caused by beginning of biodegradation process and resolving a biodegradable biopolymer in water. This property can be interesting for packaging especially for fresh produce like fruit or vegetables and for industrial products with short-time life cycles.
PL
Wytworzono biokompozyty na podstawie polihydroksymaślanu (PHB) napełniane dodatkiem 25 lub 40 % mączki drzewnej bądź włókien kenafu. Zbadano ich właściwości mechaniczne w statycznej próbie rozciągania (tabela 1), chłonność wody (rys. 2), oceniono także wpływ temperatury (rys. 3-6) oraz kompostowania na właściwości otrzymanych kompozytów (tabela 2). Zaobserwowano 5-krotny wzrost modułu sprężystości oraz 1,5-krotny wzrost wytrzymałości na rozciąganie kompozytów PHB z dodatkiem 40 % włókien kenafu. Kompozyty PHB napełniane włóknami kenafu, pomimo większej zdolności do wchłaniania wody, charakteryzują się lepszymi właściwościami mechanicznymi niż napełniane mączką drzewną. Obrazy SEM przedstawiają pęknięte, prostopadle do płaszczyzny rozciągania, włókna kenafu (rys. 7) oraz bardziej wzdłuż przekroju popękane włókna mączki drzewnej (rys. 8). Biodegradacja wytworzonych kompozytów przebiega stosunkowo wolno i po 40 dniach inkubacji w kompoście zmiany właściwości mechanicznych są niewielkie (nie przekraczają 10 % ich początkowych wartości). Predysponuje to takie biokompozyty do zastosowań na opakowania owoców i jarzyn (łubianki, koszyki, skrzynki etc.) lub na elementy ogrodowe bądź rolnicze (słupki, wsporniki).
PL
W pracy przedstawiono i porównano włókna pochodzenia naturalnego pod kątem ich właściści, dostępności oraz możliwości aplikacji technicznych. Obrazy SEM mikrostruktury włókien pokazują ich różnorodność, rozwiniętą powierzchnię oraz kanalikową budowę. Przykłady zastowań wskazują na duże możliwości nowych aplikacji technicznych.
EN
In the work, the natural fibers, their properties, availability and possibility of technical appli tions were presented. SEM images of fibers show their variety, developed surface and tub" structure. Examples of applications indicate on large possibilities of new technical applications.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości fizyko-mechanicznych recyklatu polietylenu wysokiej gęstości oraz jego kompozytu z 25% dodatkiem kotoniny lnianej. Dodatek lnu powoduje wzrost wytrzymałości na rozciąganie i modułu sprężystości. Pokazano również korzystny wpływ dodatku włókna w zakresie temperatur badania: -24°C do +60°C.
EN
In the work, test results of physical and mechanical properties of recycled high density pol ethylene and its composite with 25% of flax were presented. Adding the flax caused increase tensile strength and elasticity modulus. The positive effect of adding flax to PE-HD in the range test temperature: -24°C do +60°C was shown.
17
Content available remote Kompozyty z włóknami naturalnymi na osnowie recyklatu polipropylenu
PL
Metodą wtryskiwania wytworzono próbki kompozytów na osnowie oryginalnego polipropylenu bądź jego recyklatu, napełniane włóknami juty, sizalu, konopi lub kotoniny lnianej. Oceniono wpływ dodatku trzech różnych kompatybilizatorów oraz procesu alkalizacji włókien na charakterystykę uzyskanych materiałów. Zbadano podstawowe właściwości wytrzymałościowe i przetwórcze oraz oznaczano chłonność wody oraz wpływ na nie zmiennych długotrwałych obciążeń. Przedstawiono możliwość zastosowania takich kompozytów.
EN
The processing by reactive extrusion method of composites based on virgin polypropylene and its recyclates filled with fibers of jute, sisal, hemp or cottonized flax has been presented (Tables 1 and 2). The influence of the addition of three different compatibilizers and fiber alkalization on the properties of the obtained materials was evaluated. The basic mechanical and process properties (Tables 3, 4, Figs. 2-13) as well as water absorption (Fig. 1) were determined and the influence of cyclic loading on them estimated. The potentials and applicability of these composites were also presented.
PL
W pracy oceniono możliwość wykorzystania nowych biodegradowalnych polimerów pochodzenia naturalnego, jako materiałów do wytwarzania elementów stabilizujących w ortopedii. Oceniono podstawowe właściwości wytrzymałościowe oraz wpływ procesu biodegradacji w roztworze soli fizjologicznej i pryzmie kompostowej na badane właściwości. Próbki wkładano do wrzącej wody i zaginano, w celu oceny podatności polimeru do kształtowania, a także sprawdzano trwałość nadanego kształtu. Spośród badanych polimerów najlepszy do potencjalnego zastosowania na elementy stabilizujące, np. dla małych zwierząt okazał się Bio-Flex F6510.
EN
In this work, possibility of using new biodegradable polymers from renewable resources as materials for stabilization elements in orthopedy was estimated. An influence of biodegradation process in psychological saline and in garden compost on basic mechanical properties was estimated. Specimens were put into boiling water and bended to estimate polymers ability for shaping and also stability of the shape. The best among tested polymers for using as stabilization elements, for instance for small animals, had Bio-Flex F6510.
19
Content available remote Polymer biocomposites with renewable sources
EN
Nowadays production of natural biodegradable polymer composites is an important research topic on the stage of renewable sources implementation instead of petrochemical sources. In this work, possibilities of processing biocomposites on the base on different types of biopolymers – polylactide (PLA), thermoplastic starch (TPS), polyhydroxybutyrate (PHB), cellulose acetate (CA) - filled with natural fibers such as wood, kenaf, horse hair and nettle are presented. Large variety of natural fibers and their developed surface which increases adhesion to matrix makes them an attractive filler material. The fibers serve as reinforcement by giving strength and stiffness to the structure while the polymer matrix holds the fibers in place so that suitable structural composites can be made. Main physic-mechanical properties of natural fibers and biopolymers are presented. Modulus of elasticity and tensile strength increased with rising content of natural fibers in composite. The results show that biocomposites based on starch or PHB filled with kenaf fibers has the best mechanical properties. Modulus of elasticity achieves 10-12 GPa and tensile strength 50 MPa. This property can be interesting for packaging especially for fresh food like fruits or vegetables and for technical products with short-time life cycles. In future prospects, biocomposites based on biopolymers with a long time of decomposition can be interesting alternative as a construction material in automotive sectors.
PL
Wytworzono kompozyty polimerowe nowej generacji na osnowie termoplastycznej skrobi kukurydzianej (BGS) lub ziemniaczanej (S2 i S3) albo mieszaniny polilaktydu ze skrobią (GBR), z napełniaczami naturalnymi (mączką drzewną bądź włóknami kenafu), przetwarzalne metodą wtryskiwania. Scharakteryzowano (metodą SEM) stopień homogenizacji biokompozytów oraz chłonność wody w funkcji czasu moczenia w niej. Oceniono podstawowe statyczne i dynamiczne właściwości mechaniczne jak również przetwórcze omawianych materiałów a także zbadano wpływ temperatury i czasu moczenia w wodzie (do 90 dni) na ich cechy wytrzymałościowe. Stwierdzono, że biokompozyty wykazują duży moduł sprężystości i dobrą odporność na działanie długotrwałych obciążeń, co wskazuje na możliwość ich zastosowania na wyroby techniczne.
EN
The polymer composites of new generation, consisting of thermoplastic corn starch (BGS) or potato starch (S2 and S3) or blend of polylactide with starch (GBR) filled with natural fillers (wood flour or kenaf fibers, Table 1), for injection molding processing, were prepared. The degree of homogenization of biocomposite was characterized by SEM method (Fig. 1-4). Water absorption versus soaking time (Fig. 5, 6) was also determined. The basic static and dynamic mechanical properties and processing properties of the materials discussed were evaluated. The effects of temperature and soaking time (in water) up to 90 days on the strength properties were studied as well (Table 2, Fig. 7-12). It was found that biocomposites showed high modulus of elasticity and good resistance to long-term loading, pointing to possibility of their applications as technical products.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.