Analiza stanu obciążenia kości i sposoby modelowania go metodą elementów skończonych

• Autorzy: Markiewicz, M. , Osewski, G. , Posadzy, P. , Stankiewicz, W.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the bone load and the ways of its modeling using finite element method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Staw biodrowy, przekazując obciążenia z kręgosłupa lędźwiowego poprzez miednicę do kończyn dolnych, jest jednym z bardziej narażonych na zmiany przeciążeniowo-zwyrodnieniowe elementów układu kostno-stawowego. W artykule przedstawiono analizę obciążenia kości biodrowej człowieka podczas stania obunożnego (obciążenie symetryczne) i na jednej nodze (obciążenie niesymetryczne). Zbudowano model złożony z analizowanej struktury i przyległych stawów. Przeprowadzono wstępne obliczenia numeryczne na podstawie danych materiałowych dostępnych w literaturze. Celem prac było przedstawienie możliwości analizy kości długich człowieka metodami komputerowymi z wykorzystaniem systemów CAD. Badaną strukturę obciążono układem sił wynikającym z badań przeprowadzanych na maszynach wytrzymałościowych. Tym samym stworzono wirtualne narzędzie umożliwiające prowadzenie badań nieniszczących.

EN

The hip joint is one of the most exploited elements of human bone system because it carries loads from a trink and top limbs and performs basic role in locomotion. In this paper, analysis of two cases (one and two legs stand) of human femur load is presented. A guidelines have been assumed and model consists of bone structure and adjacent joints has been built. That analysis has been based on material properties from literature. The main assumption of this job has been to show that computer methods of analysis, based on CAD systems, provide excellent possibilities to study bone load cases.

Słowa kluczowe

PL

biomechanika; kość biodrowa; obciążenie; modelowanie; wytrzymałość

EN

biomechanics; bone load; modelling; strength

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Maszyny Robocze i Transport
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 58
• Strony: 67-72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz.

Twórcy

autor

Markiewicz, M.

• Student Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej

autor

Osewski, G.

• Student Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej

autor

Posadzy, P.

• Doktorant Instytutu Silników Spalinowych i Transportu Politechniki Poznańskiej

autor

Stankiewicz, W.

• Doktorant Instytutu Silników Spalinowych i Transportu Politechniki Poznańskiej

Bibliografia

• [1] Augat P., Link T., Lang T.F., Lin J.C., Majumdar S., Genat H.K., Anisotropy of the elastic modulus of trabecular bone specimens from differnet anatomical locations, Medical Engineering & Physics, 1998, no 20, s. 124-131.
• [2] Będziński R., Biomechanika inżynierska, Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 1997.
• [3] Chang P.B., Williams B.J., Belknap T.W., Santer T.J., Notz W.I., Bartel D.L., Design and Analysis of Robust Total Joint Replacements: Finite Element Model Experiments With Environmental Variables, Journal of Biomechanical Engineering, Vol. 123, JUNE 2001.
• [4] Cwanek J., Kopecki H., Kopkowicz M., Smykla A., Modelowe badania rozkładu sił wewnętrznych w elementach nośnych stawu biodrowego, wspomagane komputerowo. Mechanika w medycynie, Rzeszów 2000.