|
|
Tvorba programu pro určování průběhů a hodnot VVÚ.
Kupka, Jiří ; Horníková, Jana (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na řešení problémemu určování hodnot a průběhů výsledných vnitřních účinků. Cílem je algoritmizace výpočtu a jeho grafická interpretace. Hlavní důraz byl kladen na korektnost numerických výsledků a jejich správné vykreslení. Jako vhodný výpočtový model pro danou úlohu byl zvolen integrální přístup řešení a jeho algoritmizace. Samotný algoritmus programu byl napsán v programovacím jazyce C++. Dále jsou uvedeny základy z oblasti pružnosti a pevnosti prutů, jejichž znalost je nezbytná pro dané řešení problému nebo se předpokládá.
|
|
| |
|
|
Stress-Strain Analysis of Aortic Aneurysms
Polzer, Stanislav ; Holeček, Miroslav (oponent) ; Horný, Lukáš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
This thesis deals with abdominal aortic aneurysms and the possibility of using finite element method in assessment of their rupture risk. First part of the thesis is dedicated to an introduction into the problem, description of human cardiovascular system where the abdominal aorta, its anatomy, physiology and pathology is emphasized. There Processes leading to formationing of abdominal aortic aneurysms are also discussed. Risk factors contributing to creation of aneurysms are discussed next. Finally, an analysis of current clinical criteria which determine rupture risk of an abdominal aortic aneurysm is presented and compared with the new maximum stress criterion being currently in development. Main part of the thesis deals with the identification of relevant factors which affect stress and deformation of aneurysmal wall. This is connected with proposals of new approaches leading to predicting the rupture risk more accurately by using finite element stress-strain analysis. The impact of geometry is analyzed first with the conclusion that patient-specific geometry is a crucial input in the computational model. Therefore its routine reconstruction has been managed. Attention is then paid to the branching arteries which were neglected so far although they cause a stress concentration in arterial wall. The necessity of knowing the unloaded geometry of aneurysm is then emphasized. Therefore a macro has been written in order to be able to find the unloaded geometry for any patient-specific geometry of aneurysm. Mechanical properties of both aneurysmal wall and intraluminal thrombus were also experimentally tested and their results were fitted by an isotropic material model. The effect of the material model itself has been also investigated by comparing whole stress fields of several aneurysms. It has been shown that different models predict completely different stresses due to different stress gradients in the aneurysmal wall. The necessity of known collagen fiber distribution in arterial wall is also emphasized. A special program is then presented enabling us to obtain this information. Effect of intraluminal thrombus on the computed wall stress is analyzed in two perspectives. First the effect of its failure on wall stress is shown and also the impact of its poroelastic structure is analyzed. Finally the residual stresses were identified as an important factor influencing the computed wall stress in aneurysmal wall and they were included into patient-specific finite element analysis of aneurysms. Further possible regions of investigation are mentioned as the last part of the thesis.
|
|
|
Analýza zbytkových napětí ve stěně tepny
Novák, Kamil ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním vlivu zbytkového napětí v idealizované geometrii cévy a následnou aplikací dosažených poznatků na aneurysma břišní aorty. Z hlediska kvality výpočtového modelu bylo dosaženo zpřesnění v podobě snížení nejistot, které jsou do výpočtového modelu vneseny bez uvažování vlivu zbytkového napětí. Pro každou úroveň výpočtového modelu byl splněn základní předpoklad snížení výrazných rozdílů napětí mezi vnitřní a vnější stěnou cévy. Metody, které byly použity, jsou: deformační metoda, inverzní mechanika velkých deformací, fiktivní teplota – a to jak pro lineárně elastický materiál, tak hyperelastický materiál definovaný daným konstitutivním modelem. Numerické ověření bylo realizováno pomocí programu ANSYS.
|
|
| |
|
|
Analýza umělého kyčelního kloubu z hlediska biotribologických vlastností
Laštůvka, Jan ; Burša, Jiří (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Vývoj umělých kyčelních kloubů dospěl ke kvalitním náhradám, pro jejichž dlouhodobou funkčnost jsou zásadními kritérii vlastnosti materiálu, konstrukce, fixace náhrady a míra opotřebení stýkajících se povrchů. Opotřebení komponent je dnes jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících úspěšné dlouhodobé výsledky použití umělých kyčelních kloubů. Cílem práce je provést rešeršní studii kombinací kyčelních náhrad a spekter zatížení působících na náhradu. Dále je provedeno experimentální měření tloušťky mazacího filmu bovinního séra mezi hlavičkou kyčelní náhrady a skleněným diskem v měřicím zařízení pro různé kinematické poměry v kontaktu.
|
|
|
Vyhodnocení vlivu uspořádání kolagenních vláken ve stěně tepny na její odezvu při zkouškách tahem
Kratochvíl, Filip ; Chamrad, Jakub (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá uspořádáním kolagenních vláken ve stěně lidské cévy a simulací modelů, které se používají při výpočtech chování cév. Nejprve se zaměříme na anatomii cévního systému lidského těla, především na stavbu cévy a vlastnosti některých jejích složek. Dále uvádíme dva modely, kterými lze nahradit cévní stěnu při výpočtech, a to konkrétně modely s přímými a zvlněnými kolagenními vlákny. Také popisujeme některé metody, které lze použít pro získání informací o cévě. Poté jsme odvodili vztahy potřebné pro simulaci tahové zkoušky těchto modelů, hlavně na vyjádření délky kolagenních vláken. V praktické části provádíme simulace chování cév při jednoosé tahové zkoušce a vytvoříme histogramy lokálních úhlů natočení kolagenních vláken v nezatíženém stavu. Na závěr jsme porovnaly výsledky získané simulacemi s dostupnými reálnými hodnotami.
|
|
|
Deformačně-napěťová analýza tepny s ateromem
Janík, Rostislav ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
V této diplomové práci je rozpracována deformačně napěťová analýza kyčelní tepny s ateromem. Model tepny je vytvořen jako 3D a symetrický v podélném řezu. První část práce se zabývá rešerší, která zahrnuje zisk informací z oblasti medicíny potřebných k řešení dané problematiky. Další část se věnuje nelineární mechanice, konstitutivnímu modelování z hlediska biomechaniky a výpočtovému modelování tepen. V následující části je již provedena analýza pro zatížení tepny zvýšeným krevním tlakem. Nakonec byly specifikovány nejistoty použitého modelu a vyhodnoceno riziko ruptury aterosklerotického plátu.
|
|
|
Využití experimentů pro zlepšení úrovně konstitutivních modelů tkání aortálních výdutí
Man, Vojtěch ; Horný,, Lukáš (oponent) ; Rosenberg, Josef (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná práce se věnuje problematice aneurysmat břišní aorty (AAA) s přihlédnutím k možnosti využití mechanických zkoušek tkání aortálních výdutí ke zlepšení úrovně jejich konstitutivních modelů. Úvodní část se zabývá úvodem do problematiky, popisu struktury stěny zdravé aorty, jejím hlavním komponentám a degenerativním změnám, které vedou až ke vzniku AAA. Na tento úvod navazuje stručný exkurz do konstitutivního modelování, který se úzce zaměřuje na popis modelů používaných pro popis mechanického chování měkkých tkání. Teoretická část je poté doplněna užším výběrem konstitutivních modelů používaných pro modelování stěny aorty a intraluminálního trombu, společně s publikovanými výsledky, které jsou v závěru této části zhodnoceny a diskutovány. Stěžejní část práce je věnována zkouškám mechanických vlastností arteriálních tkání. Nejprve je představena metodika testování společně s popisem úprav, kterými prošlo vybavení laboratoře, společně s testovacím zařízením. Dále je pozornost zaměřena na výsledky mechanických zkoušek intraluminálního trombu, kde jsou prezentovány výsledky jak z jednoosých tahových zkoušek, tak i z ekvibiaxiálního testování a je zde vyšetřován vliv vzdálenosti ILT od krevního řečiště na mechanické vlastnosti trombu. Další oblast, které je věnována pozornost, je vyšetření vlivu elastázy na změnu mechanických vlastností prasečí aorty. V tomto případě jsou vzorky prasečích aort experimentálně testovány pouze pomocí dvouosých zkoušek a je zde analyzována doba působení elastázy na změnu mechanických vlastností tak, aby výsledná tkáň měla podobnou deformačně-napěťovou odezvu jako tkáň aneurysmatická. Na závěr jsou shrnuty dosažené výsledky experimentálního měření, limitace a také navrženy další možné směry výzkumu.
|
|
|
Určování elastických parametrů pro modely izolovaných buněk
Krbálek, Jaroslav ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním mechanických zkoušek buněk. Cílem je vytvořit model buňky a simulovat na něm tlakovou zkoušku. Pokud to bude nutné, upravit model tak, aby jeho chování odpovídalo chování reálné buňky. Byl vytvořen strukturní model buňky, který zohledňuje cytoplasmu, jádro, membránu a cytoskelet buňky. Cytoskelet byl modelován jako tensegritní struktura. Poté byla na tomto modelu simulovaná tlaková zkouška. Chování modelu buňky a reálné buňky bylo porovnáváno na základě zatěžovací síly. Křivky zatěžovací síla – deformace buňky pro model buňky a reálnou buňku se výrazně lišily. Proto byl upraven model materiálu cytoplasmy. Po této úpravě byl rozdíl křivek přijatelný. Výpočty bylo dále zjištěno, že se model cytoskeletu minimálně podílí na přenosu zatížení. Toto nerespektuje chování reálné buňky, proto je použitý model považován za nevhodný k simulaci tlakové zkoušky.
|
host ::
RSS.