Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 58

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
Purpose: The aim of the paper is to show the new possibility of evaluation of bone tissues properties in experiment and next the numerical simulation and verification of selected problems. Design/methodology/approach: The lifestyle that has been favored lately has led to unfavorable changes in the human body. This is manifested mainly by joint anomalies and changes in the structure of bone tissue. The scientists try to aid the healing and rehabilitation systems. It is possible to prepare a numerical model of complex biomechanical structures using advanced FE systems. The process of modeling is one of the most important steps of this research and assignment of material data influences on the precision of obtained results. The classic measurement methods with particular emphasis on their application in the study of bone, taking into account the advanced methods for measuring displacement are applied (DIC, nanoindentation). Also QCT combined with evolutionary methods gives interesting results in identification of material parameters Numerical simulations are verified in experiment. Findings: Obtained results allow to compare the displacement and strain from experiment and numerical simulation. From numerical simulation, after FEM analysis we obtained full set of mechanical parameters useful in planning of surgical intervention (THA, pelvis reconstruction), aided the diagnostic in risky state and design of prosthesis. Research limitation/implications: The precision of identification of material parameters depend on many parameters and influences on the precision of the results from numerical simulation. Research is conducted mainly on preparations and not on living tissue. The target should be in-vivo noninvasive measurement. Originality/Value: Combination of numerical simulation and experimental research is needed to obtain correct results and broaden the spectrum of relevant parameters necessary to support surgical and rehabilitation. Both approaches require modern equipment and advanced testing methods.
2
Content available remote Analiza wytrzymałościowa struktury typu plaster miodu w elementach podporowych
PL
Zaproponowano strukturę typu plaster miodu w konstrukcjach, w których masa jest ważnym czynnikiem branym pod uwagę podczas projektowania. Struktura ta jest lekka i wytrzymała. Przeprowadzono symulację próby trójpunktowego zginania z wykorzystaniem MES. Zmieniano grubość ścianki, parametry materiałowe, wzajemną orientację i wymiary kolejnych warstw komórek.
EN
Honeycomb profile is suggested for effective use in the engineering structures critically required for the lowest possible weight without negative effect on the load capacity. Simulation trials (three-point bending test) were performed using FEM. Cell wall thicknesses, material properties, orientation of successive layers and dimensions of the particular cell layers were consequently changed to suit the tests.
PL
Termiczne bariery cieplne (TBC) stanowią jedne z najbardziej zaawansowanych technologicznie i materiałowo koncepcji stosowanych w turbinach gazowych silników, zwłaszcza na pokrycie takich elementów jak komory spalania i łopatki kierujące. Charakteryzują się one wysokimi właściwościami izolującymi, co pozwala na znaczne obniżenie temperatury elementów naraźonych na pełzanie pracujących w gorącej sekcji silnika, do zakresu temperatury umożliwiającego ich długotrwałą i bezpieczna pracę [1]. Istnieje szereg wad wpływających na obniżenie trwałości TBC. Główne z nich to pęknięcia związane pośrednio z rozkładem temperatur oraz stanem wytężenia wynikającym z dużych różnic w wartościach parametrów materiałowych oraz stopień porowatości [2]. Stosowane metody nanoszenia warstw oraz zachodzące w trakcie procesy sprzyjają powstawaniu warstw o różnej porowatości co również ma wpływ na trwałość i czas eksploatacji [2].
PL
W pracy przedstawiono wstępne wyniki analizy wariantowej kształtu endoprotezy. Ustalenie optymalnego kształtu ma zasadniczy wpływ na rozkład odkształceń i naprężeń, jak również na sztywność całego układu endoproteza-kość udowa. Modele kości udowych i endoprotez zostały stworzone z wykorzystaniem oprogramowania do obrazowania medycznego oraz oprogramowania do modelowania CAD. Endoproteza została zaprojektowana jako anatomiczna bezcementowa ze względu na silną krzywiznę osobniczą badanej kości udowej oraz jako model parametryczny ze względu na zapewnienie łatwego sterowania kształtem endoprotezy. Układy endoproteza-kość udowa, jak również kość udowa przed zabiegiem alloplastyki, zostały obciążone siłą mięśniową pochodzącą od mięśnia gluteusmedius [7]oraz siłą odpowiadającej masie górnej części ciała, tj.600N. Zadania były rozwiązywane w zakresie liniowo-sprężystym metodą elementów skończonych. Ze względu na określenie wpływu sposobu modelowania materiału struktur anatomicznych na otrzymane wyniki odkształceń i naprężeń przyjęto rozkład materiałowy jednorodny i niejednorodny.
EN
In this paper the preliminary analysis of shape of endoprosthesis on effort state of femur after alloplasty has been shown. Creating the prosthesis the control of bone's remodelling is possible by appropriate distribution of forces, especially in contact area. The important problem is to determine to what extent the shape of endoprosthesis influences bones' state. The parametric model of endoprosthesis was implanted into femur. In the next step FEM models were created and the analyses were conducted. The prosthesis was loaded by force corresponding to upper body's weight. The isotropic homogenous and heterogeneous material was used in model in order to specify the influence of the material properties on distributions of forces in contact area. The different values of materials data for the heterogeneous material (Young's modulus E) were establish by conversion of gray values of tomographic images.
PL
W pracy podjęto próbę określenia parametrów materiałowych kości beleczkowej dla skali makroskopowej na podstawie symulacji w skali mikro. Pozyskaną próbkę tkanki gąbczastej zeskanowano z wykorzystaniem mikrotomografu komputerowego i poddano próbie ściskania, a następnie zasymulowano numerycznie. Na podstawie uzyskanych wyników przeprowadzono identyfikację modułu Younga materiału beleczek kostnych oraz obliczono makroskopowe parametry materiałowe kości beleczkowej.
EN
In this paper an attempt to determine material parameters of a trabecular bone for the macroscopic scalę based on simulations in micro scale is prestented. The cylindrical sample of spongy bone extracted from a femoral head was scanned with theuse of computed micro-tomography and subjected to the compression test with the useof material testing machine. Then, numerical simulation of compression test was performed. On the basis of the obtained results, the identification of the material parameters of bone trabeculaes was made and the macroscopic material parameters of trabecular bone were calculated.
6
Content available remote Advanced numerical simulations of selected metallurgical units
EN
Purpose: of this paper is to present numerical simulations of large structures in metallurgical industry. Some examples of finite element analysis are presented. The calculations were performed for the determining the stress effort of the metallurgical units mainly blast furnace, throath’s gas pipelines, hot blast stoves, etc. during the working conditions and for the repairing purpose. Design/methodology/approach: The way of conducting simulations and analysis were the finite element method connected with the optimization process. Findings: Performing the numerical analysis the changes in the structures design were applied what extremely influenced on the state effort and the durability of considered structures. Research limitations/implications: Development of the presented approach solving the coupled field and CFD problems, the application of the parallel computing and domain decomposition methods in the large structure simulations. Practical implications: Presented results shows the possibility of application the advanced computational methods in the computer aided engineering processes of designing and analysing the large structure as the metallurgical units are. It can dramatically influence on the recognizing of the effort stets and helps in the monitoring, overhauls and redesigning process. Those methods gives the global very precise information which cannot be obtain in other ways (analytical solutions, experimental methods). Originality/value: The paper present the original research results comes from the complex numerical simulations of the main metallurgical units in the blast furnace train. The original value of the paper is the introduction of the advanced finite element simulation in the field of iron steel industry structures design and developing.
7
Content available remote Computer aided diagnostic of risky state in human pelvic bone
EN
Purpose: of this paper is to raise the issue of recognition of dangerous states in human pelvic bone. These states can lead to damages of bone. Design/methodology/approach: consist of using the images from quantitative computed tomography (QCT). On the base of obtained data the numerical model of pelvic bone was created. Very important stage it was determination the values of material parameters. In the paper two methods were described. The first method directly basis on the data from radiology. In regard to difficulties with tomography data the second method was applied - the numerical simulations. The computer program was developed to obtain distribution of material parameters in numerical model of pelvic bone on the base of decreasing of bone mass. Findings: of the paper is that when decreasing of bone mass occurs in whole bone the stresses grow up continuously at the time. When decreasing of bone mass appears in individual region only the stresses decrease at the beginning and next increase while the bone mass still decrease. It could be one of the reason of lack of the symptoms in primary stage of osteoporosis. Research limitations/implications: are connected with accessibility of data from QCT. During QCT the bone system as well as density phantom are X-rayed simultaneously. On the base of standard density coming from the phantom the calibration curve is drown. Practical implications: it is the proposed procedure which facilitate the detection of risky state in pelvic bone. Originality/value: of researches consist in complex approach to problem of osteoporosis in human pelvic bone and applying the numerical simulations to create the numerical model of pelvic bone with osteoporotical changes.
PL
W pracy opisano sposób modelowania ludzkiego stawu biodrowego na podstawie zdjęć z tomografii komputerowej preparatów anatomicznych. Przedstawiono również zadawanie parametrów materiałowych zarówno dla kości udowej, jak i miedniczej człowieka oraz elementów sztucznego stawu biodrowego (po zabiegu kapoplastyki). Opracowano dwa modele: jeden dla zdrowego stawu biodrowego, drugi po zabiegu kapoplastyki. W końcowym etapie wykonano analizę wytrzymałościową obu modeli oraz porównano wyniki.
EN
In this work the way of creation FEM model of human hip-joint based on CT scans is shown. The modeling of material parameters for femur and pelvis bone is also shown. Two models were prepared: first for good- health hipjoint, and second for hip-joint after operation of resurfacing. Finally the analysis of static loading was done for both models and the results were compared.
PL
W artykule przedstawiono analizę strukturalną ręki w celu zbadania możliwości jej ruchu zależnie od liczby członów, par kinematycznych oraz sposobu ich połączenia. Zagadnienia analizy struktury, ruchliwości oraz klasyfikacji są podstawą dalszej analizy dotyczącej określania położeń, prędkości, przyspieszeń i sił działających na rozważany obiekt. Badany model składa się z 16 członów, które są połączone w łańcuch kinematyczny. Człony zaś są sztywne i nieodkształcalne i zawierają paliczki palca wskazującego, palca środkowego, palca obrączkowego i palca małego oraz kości śródręcza.
EN
The mathematical model is thoroughly described under the scope of the multibody formulation with natural coordinates, in which the position and orientation of the anatomical segments are represented using the Cartesian coordinates of points located in relevant anatomical landmarks of the hand, such as joints and extremities.
EN
The article describes the concept of measurement of the mechanical strength of trabecular bone dissected from human femoral head. When the studies are performed based on the human trabecular bone, there is a risk that correlation can be not achieved due to high discrepancy in the distribution of the bone density and mechanical properties. The compressive tests and X-ray microcomputed tomography with associated density phantom were used to deliver quantitative data. There is a conclusion that the selection of the region in the femoral head has to be performed very carefully. The region where cylinder is dissected can influence the results and produce fake data, which could not be correlated in the density of bone.
11
Content available remote The evolutionary optimization of selected welded structures
EN
Purpose: of this paper is to present the recent possibility of evolutionary optimization method application to predicting the proper welding parameters in the weld process. The objective of the welding simulation is to study the temperature generated during the welding process and to investigate residual stresses in the component after the welding. Such results give the possibility to determine stress and strain state of welded parts and properties of materials in welding zones. From other side it gives the possibility to perform optimization process looking for welding parameters (welding speed, welding power source etc.) or initial shape of welded sheets according to displacement state (welding of thin metal sheets with stiffeners - T joints). Those results are the base for fatigue analysis too. Design/methodology/approach: In the paper the foundations of FEM simulation of welding process are presented. Also a grid based evolutionary optimization of welding parameters influences on strength parameters in the heat affected zone (HAZ) is shown. Numerical simulation of a welding process using the finite element method is applied. Findings: Results for coupled thermo-mechanical problem are prescribed. Two examples, the grid based evolutionary optimization of HAZ parameters and grid based evolutionary optimization of T-joint component deformation, illustrate the possibility of computational simulation and optimization of welding are presented. Practical implications: Computational simulation and evolutionary optimization give a lot of information very important for engineers. An undesirable side-effect of welding is the generation of residual stresses and deformations in the component and the quality of the weld has a substantial impact on the fatigue life of the structure. These resultant deformations may render the component unsuitable for further use. Originality/value: The presented the grid based evolutionary optimization procedure is a new tool for better understanding and predicting the welding behaviour from the thermo-mechanical process point of view. It gives the possibilities to optimize main welding parameters in order to achieve better structures, taking into account nearly full set of welding parameters, temperature dependent material parameters and simulating the coupled thermo-mechanical problem.
PL
W pracy przedstawiono sposób zamodelowania stawu biodrowego człowieka odpowiadający stanowi przed operacją kapoplastyki (fizjologicznie prawidłowemu) oraz stanowi po operacji. W obu modelach założono takie same warunki brzegowe. Następnie przeprowadzono analizę numeryczną oraz porównano wyniki w celu określenia, które miejsca modeli są najbardziej narażone na przeciążenia podczas fizjologicznego obciążenia stawu biodrowego.
EN
In this work two states of human hip joint were modelled refers to: state physiologically correct and after resurfacing operation. These same boundary conditions were assigned to both models and the FEM analysis was conducted. The obtained results were compared and finally the most dangerous and overloading areas were defined for physiological loading of hip joint.
PL
Przedmiotem pracy jest problem ułatwienia wykrywania stanów niebezpiecznych w układzie kostnym na przykładzie kości miednicznej człowieka. Rozpoznanie tych stanów we wczesnej fazie może przyczynić się do przeciwdziałania urazom kostnym. W artykule przedstawiono najważniejsze etapy zaproponowanego postępowania: począwszy od zdjęć tomograficznych i w wyniku kolejnych przekształceń pozyskanie informacji o badanym układzie kostnym. Kluczową kwestią procesu wspomagania diagnozowania sytuacji niebezpiecznych jest wychwycenie zależności między obrazami tomograficznymi a stanem wytężenia kości.
EN
In the paper the issue of aid of diagnosis of the dangerous states in pelvic bone was raised. Detection of these states in early phase can contribute to counteraction of bone injuries. In the article the most important stages of proposed method was presented: beginning from QCT images and by subsequent conversions obtaining information about the X-rayed bone. The crucial point of the process of aid diagnosing dangerous situations in pelvic bone was subordinating CT images suitable the effort of the bone.
PL
Analiza układu ruchu człowieka odbywa się przez zastosowanie metody modelowania i symulacji komputerowej. Metoda ta polega na sformułowaniu modelu matematycznego badanego układu biomechanicznego na podstawie przeanalizowanego wcześniej wybranego modelu fizycznego, a następnie na rozwiązaniu układu równań, który tworzy ten model i przedstawieniu wyników w postaci wykresów lub animacji. W artykule zastosowano metodę numerycznego całkowania równań metodą Rungego-Kutty czwartego rzędu.
EN
Dynamic analyses are much more complicated to solve than kinematic ones. The major characteristic about dynamic problems is that they involve the forces that act on the multibody system and its inertial characteristics namely its mass, inertia tensor and the position of its centre of gravity. This article describes the development of a mathematical model of the human hand using a planar multibody formulation with natural coordinates. The results obtained present biomechanical relevance and can be used in the actual design phase of the rehabilitation device.
PL
W artykule przedstawiono główne założenia procedury wspomagającej diagnozowanie osteoporozy w kości miednicy człowieka. Punktem wyjściowym było wykorzystanie danych z Ilościowej Tomografii Komputerowej w celu budowy modelu numerycznego kości miednicy. Dysponując modelem przeprowadzono obliczenia wytrzymałościowe i uzyskano informacje o stanie wytężenia badanej kości. Istotą procesu wspomagania diagnozowania osteoporozy było znalezienie zależności pomiędzy danymi tomograficznymi, stanem wytężenia kości oraz fazą zaawansowania osteoporozy.
EN
In the paper the main foundations and the most important information about procedure to aid of diagnosis of osteoporosis in human pelvic bone was presented. Information about bones were draw from Quantitative Computed Tomography - by conversion the QCT data the numerical model of analyzed structure is created. The next step of work is performing of the strength calculations. The obtained results (distributions of the stresses, strains and displacements) enables to notice the changes in physiological structure of pelvic bone and detecting dangerous states. The essence of aid of diagnosis the osteoporosis is the finding relationship between QCT images, the effort of pelvic bone and phases of osteoporosis.
PL
W niniejszej pracy została zaprezentowana metoda adaptacji do programu ANSYS 10.0 istniejącej geometrii 3D klatki piersiowej człowieka przeznaczonej pierwotnie do celów dydaktycznych oraz wizualizacji. Przedstawiono typowe problemy jakie można spotkać podczas naprawy modelu, sposób realizacji zadania kontaktu a następnie została zasymulowana quasi- statyczna część testu Cavanaough używanego w testach zderzeniowych samochodów.
EN
In this paper the method of adaptation the existing 3D geometry of human's rib cage to FEM system ANSYS 10.0 was presented. It was created for visualization objectives. There was shown the way of model’s transformation into computational 3D geometry. Finally strength calculations were perform for verification Cavanough's test which was used in crash test of cars.
17
Content available Dwuwymiarowy model matematyczny ręki
PL
W artykule zaproponowano dwuwymiarowy model paliczków ręki bez uwzględnienia kciuka. Model ten opisuje reakcje jakie występują w poszczególnych paliczkach ręki oraz w stawach pomiędzy nimi. Krótka informacja na temat anatomii ręki ma na celu lepsze zrozumienie istoty jej modelowania.
EN
In the paper the mathematical model is used to show the movement of the hand and define the reactions at the joints, moments of inertia, velocities and accelerations of each fingers. It can be helpful in define the maximum force of the distal phalange, the middle phalange and the proximal phalange. During the motion of the hand in the rehabilitation task it shows which finger have a problem with coordinate of the motion. In this paper the mathematical modeling of the hand is used to facilitate construct a prototype device for the rehabilitation of the hand.
PL
Modelowanie numeryczne ludzkiej kości biodrowej jest złożonym procesem, w którym należy wziąć pod uwagę wiele ważnych czynników. Jednym z nich są własności materiału. Obliczenia numeryczne wymagają wprowadzenia parametrów materiałowych, które zależą od wieku, zdrowia, płci, środowiska oraz wielu innych. Aby dobrać prawidłowo parametry materiałowe, należy wziąć pod uwagę różnorodne dane dotyczące pacjentów. Autorzy artykułu założyli wartości przedziałowe wybranych parametrów materiałowych. Zaproponowano interwałową i rozmytą analizę kości biodrowej.
EN
Numerical modeling of the human pelvic bone is a complex process in which many important factors are taken into account. One of them concerns material properties. Numerical calculations require the characteristics of the material properties and the material parameters from the beginning. The material properties of the living body depend on age, health, gender, environment and many others factors. To determine correct material parameters, health details of a group of patients need to be taken into consideration. In this paper authors assumed interval and fuzzy values of the selected material parameters and proposed interval and fuzzy analysis of the pelvic bone.
PL
W artykule przedstawiono zawansowaną symulację procesu spawania z pełnym uwzględnieniem zjawisk termomechanicznych, wykonaną w systemie MSC.Marc. W jej wyniku otrzymano rozkłady naprężeń i odkształceń wybranych elementów spawanych, rozkłady temperatur oraz przebieg współczynnika t8/5. Uzyskane wyniki symulacji mogą stanowić podstawę procesu optymalizacji parametrów spawania cienkich blach (karoserie samochodów, pokrycia kadłubów samolotów, statków, konstrukcje ramowe).
EN
Advanced simulations of welding process consider thermomechanical phenomena using MSC.Marc program was presented in the paper. As result, it was obtained stress and strain distribution of selected welded elements, temperature distribution and also factor t815 runs. Results of simulation could be the base of optimization process of welding parameters of sheets (body of a car, panels of aircraft fuselage, hull of a ship, frame structures).
PL
W pracy poruszono tematykę modelowania zmian chorobowych spowodowanych przez osteoporozę i zbadania relacji między tymi zmianami a stanem naprężenia i odkształcenia kości miednicy człowieka (co ma wpływ na jej funkcjonowania w układzie kostnym człowieka). Skupiono się głównie na zmianach własności fizycznych tkanki kostnej. Przedstawiono etapy przetwarzania danych tomograficznych w celu uzyskania informacji o geometrii oraz własnościach materiałowych kości. Zastosowana metoda umożliwia wykorzystanie QCT do budowy modelu numerycznego kości miednicy człowieka. Stan wytężenia kości analizowano na podstawie rezultatów otrzymanych z symulacji numerycznych.
EN
osteoporosis on functioning in bone system. The osteoporotic changes concentrated on the changes of material properties of bone. The conversion from images of computed tomography to material properties of bone is presented. The date from QCT made possible to creation the numerical model of analyzed structure. Osteoporotic changes were considered as establishing material properties estimated on the base QCT. The effort of pelvic bone is analyzed on the base obtained results.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.