W artykule został przedstawiony nieliniowy model zachowania mięśnia szkieletowego, który uwzględnia różnorodne własności dynamiczne poszczególnych odcinków mięśnia. Opisane są zasady obliczania współczynników modelu w przypadku mięśnia wypoczętego i zmęczonego. Zaprezentowane zostały zasymulowane ekscentryczne i koncentryczne skurcze oraz bilanse energetyczne dla poszczególnych zachowań mięśnia.
EN
In the paper it has been presented the non-linear model of striated skeletal muscle's behavior which models the heterogeneity of each its part. Its have been described principles of models coefficients computations in case of rested and fatigue muscle, represented simulated eccentric - concentric muscle cramps and its energetic balances.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of this paper is to present the computational model of skeletal muscle, which was treated as the structure of different mechanical properties. The method of identification of those properties is described in detail. In addition, the method of quantitative and qualitative verification of this model is proposed. Applying this computational model, the forces of real muscles can be evaluated without using any optimization technique. Such an approach will be described in the part II of the paper.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of this paper is to present the computational model of muscles’ group describing the movements of flexion/extension at the elbow joint in the sagittal plane of the body when the forearm is being kept in the fixed state of supination/pronation. The method of evaluating the muscle forces is discussed in detail. This method is the basis for the quantitative and qualitative verification of the proposed computational model of muscles’ group. Applying this computational model, the forces of real muscles belonging to the muscles’ group can be evaluated without using any optimization technique.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of this paper is to investigate new fusiform muscle models. Each of these models treats a muscle as a system composed of parts characterized by different mechanical properties. These models explain the influence of differences in the stiffness of lateral parts and the degree of muscle model discretization. Each muscle model is described by a system of differential equations and a single integro-differential equation. Responses of fifty-four muscle model forms are examined using a complex exertion composed of three types: eccentric-concentric exertion, isokinetic-isometric exertion and step exertion.
In this paper the model for the dynamic analysis of stress and strain distribution in chosen parts of the hip joint, especially of the femur, under changing forces of muscles and given external loadings was presented. The femur and the implanted femur, which is femur - cement - implant structure, was taken into account. The geometry modification around the thigh bone and the implant enables to estimate a sensitivity of the proposed model. A solution of the dynamics task will allow to explain reasons of bone and implant damages caused by certain types of movements from a point of view of bone tissue strength criterion and materials used for the alloplasty. Some problems concerning a creation of numerical femur models in computational environments using MES techniques are discussed. The modelling of "flexion - extension" and "abduction - adduction" movements in the hip joint under an influence of muscles and given external loadings are described. A stress and strain distribution of chosen hip joint parts, as functions of time, can be achieved from the forward and inverse dynamics task solution. The possibility of forward dynamics task solution allows in future the learning method development of new movements by lower extremity and the way of muscles controlling. Moreover, analysis of exercises usually carried out during rehabilitation can be very helpful in identifying activities with possibly hazardous musculoskeletal loading and thus improve the outcome of rehabilitation after the hip joint alloplasty.
An original method of skeletal system modelling is presented in detail. Using DICOM images obtained from CT and PET tests, shell models of nine bones were created (humerus, radius, ulna, scapula, clavicle, femur, tibia, fibula, pelvis). Two methods of bone behaviour are also proposed, the first method treating the bone as a solid structure and the second method treating the bone as a complex porous structure. The behaviour of model parts is numerically examined by using the finite element method.
PL
W artykule opisano autorską metodę modelowania układu szkieletowego. Stosując zdjęcia DICOM otrzymane z badania CT i PET, utworzono dziewięć modeli powłokowych kości (kości ramiennej, kości promieniowej, kości łokciowej, łopatki, obojczyka, kości udowej, kości piszczelowej, kości strzałkowej i miednicy). Zaproponowano dwie metody modelowania zachowania kości. Zgodnie z pierwsza metoda kość jest traktowana jako bryła jednorodna, zgodnie z druga metoda - jako złożona struktura porowata. Zachowanie składowych części modelu zostało numerycznie przebadane, stosując metodę elementów skończonych.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A three dimensional (3D) model of biocomposite metal-surface coating system, which is influenced by known external forces, is proposed. This model consists of the metallic substrate (Ti6AI4V) and the hydroxyapatite (HA) coating. Using FEM (finite element method), strain-stress maps of model were generated for investigating rela-tions between the extreme stress of HA coating and the magnitude of external force and the thickness of the coat-ing. The analysis of numerical simulations results confirms that the system with the greatest coating thickness (i.e. 10-3 m) has the least extreme stress in this surface coating.
Celem badań było przeprowadzenie pomiarów sygnału mioelektrycznego czterech mięśni powierzchniowych lewej kończyny górnej, biorących udział w ruchach zginania-prostowania w stawie łokciowym w płaszczyźnie strzałkowej. Rejestrację elektromiogramów (EMG) odprowadzono z: głowy długiej oraz bocznej mięśnia trójgłowego ramienia, głowy długiej mięśnia dwugłowego ramienia i mięśnia ramienno-promieniowego. Wykazano, iż metoda może zostać wykorzystana do oceny funkcjonowania wybranych mięśni.
EN
The aim of the study was to perform measurements of the sEMG signal for the analysis of the four surface muscles of the left upper limb participating in the flexion-extension movements at the elbow in the sagittal plane. Electromyography signal was measured and registered from the long head and lateral head of the triceps of the arm, the long head of the biceps and muscle brachioradialis. It has been shown that this method can be used to evaluate functioning of selected muscles.
Opis i analiza wyjątkowego przypadku awarii śrubowego mechanizmu zwodzenia wychylnej końcówki wysięgnika odbierającego koparki SRs-1200. Nieoczekiwany zbieg okoliczności doprowadził do dekohezji rdzenia śruby zwodzącej i opadnięcia końcówki wysięgnika wraz z kabiną operatora na poziom roboczy.
EN
Description and analysis of rare cases offailure of SRs 1200 excavator boom luffing screw gear have been presented. Unexpected coincidences caused decohesion of screw core of the luffing and fracturing of the outrigger end along with driver's cage.
The paper presents results of a numerical analysis focused on an identification of mechanical properties of an element created using Fused Deposition Modelling additive manufacturing technique (FDM). There are presented a description of technology of the 3D printing, numerical model created by using finite element method (FEM), as well as some problems referred to estimation of the mechanical properties of the printout. The main point of the research was a study of relationship between properties of the rectangular infill structure (described in the micro scale) and the global values of selected mechanical properties of the part (described in macro scale). The numerical models of infill was created by applying the ABAQUS 6.12-1 software. The scope of the study involved tests performed in linear elastic limit of the material behaviour by applying uniaxial compressive load and two types of boundary conditions. Also, three alternative methods for identification of mechanical properties of the infill structures were presented. The results of the study of relationship between the density of infill structure and the Young’s modulus of the printout were presented and discussed.
PL
Drukowanie 3D to technologia używana do bezpośredniej konwersji modelu 3D powstałego przy użyciu technik projektowych CAD (z ang. computer aided design) do fizycznego modelu prototypu. Ze względu na wykorzystywanie różnych materiałów budulcowych oraz technologii nanoszenia wyróżniamy kilka metod drukowania przestrzennego: metoda stereolitografii (SLA), metoda osadzania topionego (FDM), selektywne spiekanie laserowe proszków (SLS) czy przyrostowe nanoszenie stopionego fotopolimeru akrylowego (MJM). Najbardziej powszechną oraz najtańszą formą wydruku zarówno pod względem kosztu zakupu drukarki jak i eksploatacji jest metoda FDM (Fused Deposition Modeling) Podstawowe właściwości mechaniczne wyrobów drukowanych 3D, takie jak granica plastyczności, wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie są podawane zarówno przez producentów materiałów użytkowych, jak i przez producentów drukarek. Najczęściej prezentują one właściwości mechaniczne badanych materiałów tylko w jednym z możliwych kierunków orientacji materiału, najczęściej w tym o największym wskaźniku wytrzymałości. Co więcej, wydruk 3D powstały metodą przyrostową jest materiałem ortotropowym cechującym się silnym zróżnicowaniem właściwości mechanicznych w zależności od orientacji wydruku oraz parametrów wydruku. W konsekwencji parametry wydruku takie jak konfiguracja w przestrzeni, temperatura drukowania, prędkość wydruku oraz gęstość wypełnienia znacznie wpływają na właściwości materiałowe, a co za tym idzie na wytrzymałość całego wydruku. W pracy podjęto próbę wyznaczenia właściwości mechanicznych takich jak moduł Younga i współczynnik Poissona dla struktur wypełnienia wydruków 3D za pomocą symulacji komputerowych MES przy odwzorowaniu jednoosiowej próby ściskania oraz zaproponowano uproszczony model obliczeniowy wypełnienia, w którym struktura składająca się z pojedynczych włókien została zastąpiona bryłą o takich samych wymiarach zewnętrznych.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of this study was to elaborate a two-dimensional approach for unipennate and bipennate striated skeletal muscle modelling. Behavior of chosen flat pennate muscle is modelled as a rheological system composed of serially linked passive and active fragments having different mechanical properties. Each fragment is composed of three elements: mass element, elastic element and viscous element. Each active fragment furthermore contains the contractile element. Proposed approach takes into consideration that muscle force depends on a planar arrangement of muscle fibers. Paper presents results of numerical simulations, conclusions deduced on the base of these results and a concept of experimental verification of proposed models.
This paper is devoted to human motion analysis and comparison of chosen kinematics parameters during normal gait with and without additional load in a form of backpack. A stability in both cases were compared in both frontal and sagittal planes, by applying a video tracking system. Experimental tests performed on treadmill, passive markers, placed on volunteers bare skin were used. Additionally, an infra-red camera was employed to evaluate muscle activity and its groups involved in the movement. The change of body temperature and distribution of the thermal maps were observed. Analysing these thermograms, loading of different muscle groups was evaluated. During the experiment, an attempt to correlate a results obtained from a thermal imaging camera and video tracking system were made. It is shown that thermal imaging can help to evaluate an asymmetry in muscle load and in some cases can help to detect pathological cases, what was confirmed with motion analysis. Advantages and disadvantages of this method were also described.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.