Název: Deformační a napěťová analýza segmentu páteře se zavedeným fixátorem
Překlad názvu: Stress-strain analysis of spinal segment with fixator
Autoři: Mach, Ondřej ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok: 2019
Jazyk: cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se zabývá řešením a analýzou deformačních a napěťových stavů segmentu páteře se zavedeným fixátorem a páteře ve fyziologickém stavu. V práci je provedena rešeršní studie literárních zdrojů zabývajících se podobnou problematikou. Dále jsou popsány základy anatomického názvosloví a základní postupy a principy stabilizace lidské páteře po zranění nebo degenerativním onemocnění. Deformačně napěťové stavy byly řešeny výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Toto řešení vyžaduje tvorbu vhodného výpočtového modelu, který se skládá z dílčích modelů geometrie, materiálu, vazeb a zatížení. Model geometrie byl vytvořen na základě CT snímků 60-ti letého muže, podle kterých bylo vytvořeno pět obratlů páteře T11–L3. Dále je model geometrie tvořen čtyřmi meziobratlovými destičkami a osmi kloubními chrupavkami. Model materiálu zahrnuje homogenní, heterogenní a degradované vlastnosti kostní tkáně. Pro sedm zatěžovacích stavů, které představují základní pohyby lidské páteře – stání, předklon, záklon, levý a pravý úklon, levá a pravá rotace byla pomocí softwaru ANSYS provedena deformační a napěťová analýza. Vyhodnocovanými a analyzovanými veličinami jsou posuvy páteřního segmentu, kontaktní tlaky v kloubních chrupavkách, přetvoření v kostních tkáních a redukované napětí na fixátoru. This Master’s thesis deals with strain-stress analysis of a spine segment with an introduced fixator and a spine in natural physiological state. The work starts with a research study of literature sources that focus on similar issues. Furthermore, basic anatomy terminology and basic procedures for human spine stabilization were described. The formulated issue was resolved by computational modelling with the use of the finite element method. This solution requires a suitable computational model to be produced. This model consists of partial geometry, material, bond, and loading models. The geometric model was produced on the basis of CT scan images of a 60-year-old man which were used for producing five spine vertebrae T11–L3. Moreover, the geometric model consists of four intervertebral discs and eight articular cartilages. The material model includes homogeneous, heterogeneous and degraded properties of bone tissue. The strain-stress analysis was performed for seven loading states, which concern basic movements of human spine – standing, bending forward, bending backwards, bending left, bending right, left rotation and right rotation, with the use of ANSYS software. The assessed and analysed quantities include spine segment displacement, contact pressure of articular cartilages and stress on the fixator.
Klíčová slova: deformační a napěťová analýza; fixátor; metoda konečných prvků; páteř; finite element method; implant; spine; stress-strain analysis

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/175393

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-400485


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Diplomové práce