W ludzkim organizmie chrząstka stawowa jest jednym z tych elementów, które są najbardziej narażone na zmiany przeciążeniowo-zwyrodnieniowe. W pracy przedstawiono wyniki badań, które mają na celu określenie własności tribologicznych zdegenerowanych chrząstek stawowych człowieka, a co się z tym wiąże stopnia zużycia biologicznego węzła ciernego. Badania przeprowadzono na drodze doświadczalnej, z wykorzystaniem modeli fizycznych. W badaniach próbka i przeciwpróbka wykonują ruch ślizgowo-toczny, co odpowiada możliwie wiernie ruchowi wzajemnemu powierzchni ciernych w stawie. Pomiary momentu tarcia realizowano dla ruchu wahadłowego, przy zachowaniu warunków płynnego tarcia toczno-ślizgowego. Badania realizowano przy sile nacisku Fn = 0÷105[N] i prędkości poślizgu vs = {0, 3, 6, 9}[mm/s] przy prędkości obrotowej w punkcie pomiarowym ω = 0,33[s-1] Materiał badawczy klasyfikowano pod względem uszkodzeń powierzchni chrząstki stawowej. Pozwoliło to na porównanie kolejnych stadiów degeneracji chrząstki i odniesienie ich do zmian parametrów tribologicznych w postaci momentu tarcia i współczynnika tarcia na badanych powierzchniach.
EN
Joint cartilage in the human body is one of those elements that is most vulnerable to overload and degenerative changes. These changes are influenced by factors such as traffic accidents, lack of physical activates or metabolic disturbances. In this paper, the results of research aimed at the determination of the degeneration rate of the cartilage of a human joint on its tribological properties are presented. This experimental research was carried out using physical models. To carry out this research, a test stand modelling a fundamental scheme of loading and motion for the knee joint had been constructed. The measurements of the friction moment were realised for the fluctuate motion, with the proceeding of the time of rolling- sliding fluid friction. The research was realised for load force Fn = 0÷105[N]. (Sliding velocity vs = {0, 3, 6, 9}[mm/s], and the speed of rotation in measuring point ω = 0.33[s-1]) The specimen and counter specimen used in the testing are in sliding/rolling contact, which reflects, to a maximum degree possible, the relative motion of frictional surfaces in a joint. The results of this research were used for the evaluation of the influence of degenerative changes on tribological changes in the joint cartilage.
W pracy przedstawiono wyniki badań, które mają na celu określenie wpływu stopnia zdegenerowania chrząstki stawowej człowieka na jej właściwości tribologiczne. Badania te przeprowadzono na drodze doświadczalnej, z wykorzystaniem modeli fizycznych. W badaniach próbka i przeciwpróbka wykonują ruch ślizgowo-toczny, co odpowiada możliwie wiernie ruchowi wzajemnemu powierzchni ciernych w stawie. Wyniki z tych badań posłużyły do oceny wpływu zmian zwyrodnieniowych na zjawiska tribologiczne w chrząstce stawowej. Dostępny materiał badawczy klasyfikowano pod względem uszkodzeń powierzchni chrząstki stawowej. Pozwoliło to na porównanie kolejnych stadiów degeneracji chrząstki i odniesienie ich do zmian parametrów tribologicznych w postaci momentu tarcia i współczynnika tarcia jak i naprężeń stycznych na badanych powierzchniach.
EN
Joint cartilage in the human body is one of those elements that is most vulnerable to overload and degenerative changes. These changes are influenced by factors such as traffic accidents, lack of physical activates or metabolic disturbances. In the paper, the results of a research aiming at the determination of the degeneration rate of the cartilage of a human joint on its tribological properties were presented. This experimental research was carried out using physical models. To carry out this research, a test stand modelling a fundamental scheme of loading and motion for the knee joint had been constructed. The research carried out with this stand included the measurement of the friction moment for different rates of degeneration changes (textural orientation of the cartilage included). The specimen and counter specimen used in the testing are in sliding/rolling contact, which reflects, to a maximum degree possible, the relative motion of frictional surfaces in a joint. The results of this research were used for the evaluation of the influence of degenerative changes on tribological changes in the joint cartilage.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Na podstawie wyprowadzonych w [L. 1] zależności potrzebnych do obliczania przyrostu temperatur w polu styku liniowego elementów tocznych, wyznaczono w pracy pierwsze i drugie pochodne tego przyrostu. Wywoływany on jest zmianą sumy naprężeń głównych, histerezą odkształceniową oraz poślizgiem zewnętrznym. Otrzymane rezultaty wykazały, że najszybszy przyrost temperatury od wszystkich trzech czynników występuje na granicy obszaru tarcia rozwiniętego. Bardzo duża prędkość zmieniania się temperatury w obszarze zamkniętym, poprzez rozszerzalność cieplną, wywołuje dodatkowe naprężenia lub przemieszczenia. Duża zmienność prędkości przemieszczeń z kolei, poprzez siły masowe wywołuje też dodatkowe naprężenia w bieżni elementów tocznych. Obliczenia przeprowadzono dla jednostkowej siły obciążającej, a jego rezultaty przedstawiono na rysunkach.
EN
Based upon formulas derived in [L. 1], which are necessary for the calculation of temperature increase in the area of linear contact pressure, the first and second derivatives of this increase were determined in this paper. This increase is generated by changes in the sum of principal stresses, deformation hysteresis and external slip. The results obtained showed that the most rapid increase of temperature as related to the three above mentioned factors were present at the boundary of the developed friction area. The extremely high-speed temperature variation in a closed area, due to heat expansion, causes additional stresses or deformations. On the other hand, the high fluctuation of the deformation speed, due to inertia forces, causes additional stresses in the races of the rolling elements. The calculations were carried out for a unit loading force and the results were shown in graphical plots.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W publikacji przedstawiono analityczny sposób obliczenia rozkładu przyrostu temperatury w polu styku elementów tocznych. W tym celu posłużono się teorią suchego tarcia toczno-ślizgowego z poślizgiem sprężystym [L. 2, 3]. Na podstawie wzorów Poritskiego [L. 4] wyznaczających odkształcenie i naprężenia w obszarze pola styku i wokół niego oraz zależności Nowackiego [L. 5] dla zagadnień termosprężystych ciał stałych przeprowadzono obliczenia przyrostu temperatury w polu styku. Przyrost temperatury wywołany jest trzema czynnikami: zmianą sumy naprężeń głównych, histerezą odkształceniową oraz poślizgiem zewnętrzym. Otrzymane rezultaty wykazują, że najszybszy przyrost temperatury od wszytkich trzech czynników występuje na granicy pomiędzy obszarem tarcia nierozwiniętego i rozwiniętego. Rezultaty obliczeń przeprowadzonych dla jednostkowej siły obciążającej i jednego cyklu obciążenia przedstawiono na Rysunkach 2, 3, 4. Dla każdej pary materiałów w sprzężeniu ciernym, jak i dla różnych warunków tarcia, udział przyrostów temperatury od poszczególnych czynników może być inny.
EN
This paper showes analytic manner of calculation distribution of temperature arising on the contact area in friction-connection. For this target we used the theory of dry rolling friction with microslip which was presented in publication [L. 2, 3] we also used models of Poritsky and Nowacki for thermoelasticity of solids. On the base of executed calculations of increasing temperature in field-contact area with regard of area of slide and the area of joinings. Calculations were executed for force equal which was eqal to 1 [N] and for the one cycle of charge. Entire increase of temperature is produced by three factors: change of the sum of principal stress, the elastic histeresis and the external slip. Obtained results show that the quickest increase of temperature exists for every component of temperature arising in border between the slide area and the joinings area. The results of calculations are introduced on Fig. 2, 3, 4. Recived values of arising temperature can't be added directly, becouse of the accepted boundary conditions. For every pair of the materials it is possible to recive a different participation of arising temperature from each factor.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono przebieg i wyniki badań tribologicznych chrząstki stawowej. Próbki kostne wraz z chrząstką wycięto z kłykci kości udowej. Umieszczono je na stanowisku badawczym przedstawionym w pracy [L. 10]. Pomiary momentu tarcia realizowano dla ruchu wahadłowego. Próbki pracowały w warunkach płynnego tarcia toczno-ślizgowego. Badania realizowano dla prędkości poślizgu Vs = {0, 3, 6, 9} [mm/s] przy prędkości obrotowej w punkcie pomiarowym omega = 0,33 [obr./s], dla siły nacisku Fn z przedziału od 0 - 105 [N]. Zmierzone wartości momentu tarcia w zależności od siły nacisku przedstawiono na Rys. 4, natomiast wartości momentu w zależności od prędkości poślizgu na Rys. 5. Ze zmierzonych wartości momentu tarcia obliczono współczynnik tarcia. Zależność współczynnika tarcia od siły nacisku i prędkości poślizgu przedstawiono na Rys. 6 i 7. Na podstawie wyników stwierdzono, że współczynnik tarcia jest zależny od siły nacisku i prędkości poślizgu.
EN
In this paper method and results of tribological research of articular cartilage were shown. Bone specimens with articular cartilage were cut off from the condyles of femur bone. They were fixed on test setup, which was presented previously in paper [L. 10]. Measurements of moment of friction was realized for swinging motion. Specimens worked with rolling - sliding fluid friction. Investigations were realized for sliding velocity Vs = {0, 3, 6, 9} [mm/s], and speed of rotation in measuring point omega = 0,33 [1/s], and load force FN = 0 - 105 [N]. Measured values of moment of friction as a function of load force were introduced on Fig. 4, and as a function of sliding velocity were introduce on Fig. 5. From measured value of moment of friction it was obtained coefficient of friction. Dependence of coefficient of friction from load force and sliding velocity introduced on Fig. 6 and 7. On the base of results ascertained, that coefficient of friction i dependent from load force and sliding velocity.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Publikacja zawiera opis metody pomiarowej, opis słowny oraz schemat stanowiska badawczego do badań tribologicznych chrząstki stawowej. Przedstawiono zaczerpnięty z literatury model smarowania, model obciążenia próbek, zakres prędkości, poślizgów oraz kąt zgięcia realizowany przez stanowisko. Następnie zaprezentowano wyniki badań wstępnych prowadzonych na próbach polietylenowych oraz wnioski wynikające z otrzymanych rezultatów.
EN
In this paper method and scheme of test setup, on which will be realized tribological investigation of articular cartilage is showed. Showed lubrication mechanism, loads scheme of samples, range of velocity, range of slides and rotation angle in test setup. Next showed results of introducing research on samples from polyethylene and conclusion from results.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono opis metody oraz stanowiska badawczego, na którym realizowane będą badania tribologiczne chrząstek stawowych. Badania prowadzone będą na specjalnie do tego celu skonstruowanym stanowisku badawczym, w obecności środka smarującego symulującego ciecz synowialną. Jako materiał badawczy zastosowane zostaną próbki pobrane z głów kości udowej o rożnych stopniach zaawansowania choroby zwyrodnieniowej stawów, a nastepnie przeprowadzona zostanie analiza wpływu uszkodzeń powierzchni stawowej na współczynnik tarcia.
EN
In this paper method and test setup, on which will be realized tribological investigation of atricular cartilage is showed. Research will be realized on special tribological test setup, in presece of lubricant, which simulated synovial fluid. Samples of cartilage cut from femoral head in different stages of degenerative changes of tissues will be used in this investigations. Next will be analized of degeneration of cartilage surface on coefficient of friction.
Poniżej przedstawiono rower z zamontowaną przekładnią łańcuchową o ciągłej regulacji przełożenia z mechanizmem cięgnowym, jako alternatywę dla rowerów z tradycyjnymi przekładniami łańcuchowymi czy planetarnymi. Prezentowany rower posiada ponadto rozłączną przekładnię zębatą o dużym przełożeniu na jednym stopniu, napędzaną wysokoobrotowym silnikiem prądu stałego, wykorzystywanym do napędu roweru. Zamieszczono szczegółowy opis działania tych rozwiązań oraz uwagi o ich ewentualnym rozwoju.
EN
In the publication present a bicycle with continues variable chain transmission that can be alternativ for traditional bicycles. Showed bicycle has tothed gear with big transmission ratio on one degree, drive high-speed direkt-current motor. Present detailed specification working equipments and expectation of development.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.