Original title: Deformační a napěťová analýza dlahy fixující zlomeninu tibie typu I dle Schatzkerovy stupnice
Translated title: Stress-Strain Analysis of Plate for Fixing a Tibial Fracture Type I per Schatzer's Classification
Authors: Filková, Alena ; Valášek, Jiří (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2022
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Zlomeniny proximální tibie patří k nejzávaznějším intraartikulárním zlomeninám s následnými často se vyskytujícími komplikacemi. Ve většině případů zlomeniny se přistupuje k léčbě pomocí vnitřní dlahy či šroubů. Tato diplomová práce se zaměřuje na provedení deformační a napěťové analýzy dlahy fixované v tibii pomocí kostních šroubů. Pro posouzení mechanické interakce mezi jednotlivými prvky této soustavy bylo využito výpočtového modelování pomocí metody konečných prvků. Za tímto účelem bylo nutné provést rešeršní studii zabývající se problematikou zahrnující kostní tkáně, jejich porušení a následné léčby vzniklých zlomenin. Deformačně-napěťová analýza byla provedena pro dvě varianty fixace této zlomeniny: fixace úhlově stabilní dlahou se šrouby a fixace kompresními šrouby. Dále byly tyto analýzy doplněny o jejich modifikace, které představovaly různé úrovně těchto dvou variant výpočtového modelu. Šrouby pro uchycení dlahy v kostní tkáni byly uvažovány se závitem i bez závitu. Rozhraní mezi šrouby a kostní tkání bylo řešeno pomocí kontaktu Bonded a také pomocí kontaktu Frictionless. Ve vyhodnocení výsledků byl posouzen vliv těchto modifikací výpočtového modelu na výsledné deformační a napěťové charakteristiky. Ve všech provedených variantách byla posouzena mechanická interakce mezi prvky této soustavy. Fractures of the proximal tibia are the most severe intra-articular fractures with subsequent frequent complications. In most cases, the fracture is treated with an inner plate or screws. This diploma thesis focuses on the stress-strain analysis of the plate fixed in the tibia using bone screws. Computational modeling using the finite element method was used to assess the mechanical interaction between the individual elements of this system. For this purpose, it was necessary to conduct a research study dealing with issues involving bone tissue, their damage and subsequent treatment of fractures. Stress-strain analysis was performed for two variants of fixation of this fracture: fixation with an angularly stable plate with screws and fixation with compression lag screws. Furthermore, these analyses were supplemented by their modifications, which represented different levels of these two variants of the computational model. Screws for fixing the plate in the bone tissue were considered both threaded and unthreaded. The interface between the screws and the bone tissue was solved using the Bonded contact and also the Frictionless contact. The influence of these modifications of the computational model on the resulting deformation and stress characteristics was assessed in the evaluation of the results. The mechanical interaction between the elements of this system was assessed in all performed variants.
Keywords: computational modeling; finite element method; lag screws; plate fixation; stress-strain analysis; Tibia; deformačně-napěťová analýza; dlaha; kompresní šrouby; metoda konečných prvků; Tibie; výpočtové modelování

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/206172

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-546275


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses