Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

1 2006

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: nieustalone smarowanie

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

The theoretical description of friction force in bio-joints as function of cartilage roughness.

Chizhik S.A., Wierzcholski K., Miszczak A.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

2006

Vol. 41, nr 2

29-39

This paper show numerical calculations of the friction forces and friction coefficients in spherical coordinates for hydrodynamic unsymmetrical synovial non-Newtonian fluid flow with variable viscosity and for random changes of human hip joint gap. The numerical calculations are performed with the use of Mathcad 12 Proffesional Program, by taking into account the Method of Finite Differences. This method ensures stability of numerical solutions of partial differential equations in particular values of friction forces occuring in human joints. Friction forces are calculated for steady and unsteady lubrication. The bone head in human hip joint moves simultaneously not only in one direction. Therefore for each motion the friction forces are calculated in two directions. The friction forces in human joint depend on: synovial fluid velocity, pressure, temperature, load. The analytical derivation of friction forces for human hip joint facilitates and helps performing the further numerical analysis of changes and corrections caused by the pressure, velocities field influencing friction coefficient in real hip joint. Measurements of a roughness of micro- and nano- levels were carried out by atomic force microscopy on large (more then 2 micrometres) and small (30 micrometres) areas of scan accordingly. The parameters of a roughness were analyzed on the based of 3D images of cartilage surfaces. Average parameters of height and angles of asperities slop were defined. Also anisotropy of a surface and parameters of a roughness in main directions of anisotropy was determined. Influence of a roughness of a cartilage on force of friction in a joint depending on a direction of friction was estimated. Also influences of a roughness of a surface in a normal and pathological condition are estimated. It is shown, that the roughness increases lead to the decreases of thickness of a layer of a lubricant liquid in a human joint.

Wartości sił tarcia w naturalnych stawach człowieka a szczególnie w endoprotezach stawu biodrowego rzutują na proces zużywania się powierzchni stawowych. Dlatego problem wyznaczania sił tarcia w biołożyskach jest bardzo istotny. W trakcie chodzenia mamy co najmniej ruch sferycznej powierzchni głowy w dwóch różnych kierunkach dla naturalnych i sztucznych stawów biodrowych człowieka. Dlatego też siły tarcia występują co najmniej w dwóch kierunkach. Na ogół nie zachodzi superpozycja wartości sił tarcia wywołanych ruchem obrotowym sferycznej głowy kostnej w dwóch różnych kierunkach. Autorzy zwracają uwagę na różne wartości sił tarcia w trakcie hydrodynamicznego smarowania stawów człowieka poprzez ruch obrotowy, wyciskanie, wzmożone wyciskanie oraz przesączanie cieczy synowialnej do porów chrząstki stawowej. Siły tarcia zależą od prędkości kątowej, od ciśnienia hydrodynamicznego oraz od pola indukcji magnetycznej, jeżeli staw poddany jest magnetoterapii. W przypadku gdy uwzględniamy wpływ zmiennej wartości lepkości cieczy synowialnej wywołanej jej nie-newtonowskimi właściwościami oraz w przypadku gdy uwzględniamy niestacjonarne warunki pracy biołożyska, to wtedy uzyskujemy dodatkowe korekty wartości sił nośnych wywołanych prędkościami kątowymi, ciśnieniem i polem magnetycznym. Badania wykazują, że mamy również do czynienia z pewnymi wartościami sił tarcia wywołanych jednoczesnym wpływem ciśnienia hydrodynamicznego i prędkościami kątowymi ciśnienia hydrodynamicznego, pola indukcji magnetycznej, prędkości kątowej oraz pola indukcji magnetycznej.