|
|
Deformační a napěťová analýza dentálního implantátu zavedeného v horní čelisti
Dušková, Tereza ; Hájek, Petr (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Při zavádění dentálních implantátů, zejména do horní čelisti, se objevuje řada problémů. Největším z nich je nedostatečná kvalita a objem kostní tkáně v alveolárním výběžku. Práce se zabývá dentálním implantátem zavedeným v horní čelisti a je zaměřena na deformačně-napěťovou analýzu získaných výsledků ze vzájemného působení implantátu a horní čelisti. Pro vyřešení mechanické interakce mezi implantátem a kostní tkání je využito výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků. Analýzou výsledků byl zjištěn vliv kortikální kostní tkáně, oseointegrace a vliv směru zatěžování implantátu na jeho posuvy a napětí. V oblasti řezáků je tedy nutné uvažovat jiná než axiální zatížení implantátu.
|
|
|
Mechanická studie interakce páteřního segmentu s poddajným fixátorem
Manek, Filip ; Horyl, Petr (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato dizertační práce je zaměřena na srovnávací deformačně napěťovou analýzu páteřního segmentu s poddajným fixátorem a fyziologického páteřního segmentu. V jejím úvodu je provedena rešeršní studie z dostupných literárních zdrojů zahrnující současný stav vědeckých prací v řešené oblasti, anatomii jednotlivých komponent páteře, jejich materiálové vlastnosti, způsob a velikost zatížení a analýzu řešení MKP modelů obdobných problémů. Pro vytvoření modelu geometrie páteřního segmentu jsou použity CT řezy páteřního segmentu 38 leté ženy, ze kterých je v modelovacím programu SolidWorks vytvořen model geometrie dvou bederních obratlů L4-L5 a poddajného fixátoru. Následně je s využitím výpočtového systému ANSYS Workbench sestaven celkový výpočtový model páteřního pohybového segmentu s poddajným fixátorem zahrnující modely materiálu, zatížení a vazeb. Na základě výpočtového řešení MKP modelů pro různé druhy zatěžování je provedena deformačně napěťová analýza. Pro porovnání výsledků je provedena detailní srovnávací analýza s fyziologickým páteřním segmentem, segmentem s degenerovaným diskem a segmentem s aplikovaným "tuhým" fixátorem. V rámci deformačně napěťové analýzy páteřního segmentu s poddajným fixátorem je provedena analýza velikosti intenzity přetvoření kostní tkáně v okolí šroubu v závislosti na předpětí tkalonu poddajného fixátoru.
|
|
|
Biomechanická studie lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu
Borák, Libor ; Horyl, Petr (oponent) ; Bartáková, Sonia (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předkládaná studie se zabývá mechanickými aspekty lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu, a to v okamžiku skusu. Práce je zaměřena především na určování deformačně-napěťových stavů kostní tkáně a jejich vyhodnocování, přičemž důraz je kladen na interakci zubů s kostí. Kromě toho jsou vyhodnocovány také kontaktní tlaky v čelistních kloubech při různých zátěžných konfiguracích. Součástí analýzy je též posouzení různých úrovní modelů materiálu některých prvků soustavy. Problém určení deformačně-napěťových stavů je řešen výpočtovým modelováním s využitím metody konečných prvků. V práci je provedena podrobná analýza prvků žvýkacího aparátu a je detailně popsán způsob jejich modelování. Zvláštní pozornost je věnována mode-lování spongiózní kosti a také periodontia, které zprostředkovává interakci mezi zubem a al-veolární kostí. Trojrozměrná geometrie dolní čelisti i všech řešených zubů byla získána digi-talizací reálných objektů, a to s využitím metod trojrozměrného optického skenování. V práci jsou posouzeny tři různé modely materiálu periodontia: Lineární isotropní model, bilineární isotropní model a lineární ortotropní model. Jsou analyzovány charakteristiky těchto modelů a zejména u ortotropního modelu, který se v odborné literatuře takřka nevyskytuje, je navrženo devět konstant nově popisujících tento model. Na dvojrozměrných modelech je dále analyzován rozdíl v mechanické odezvě spongiózní kosti na zatížení zubu v případech, že kost je modelována buď jako homogenní souvislá oblast nebo s detailní trámečkovou architekturou. Výpočtový model je rozdělen do čtyř základních variant lišících se úrovní geometrie žvý-kacího aparátu: A – 2D úroveň geometrie kosti; B – 3D úroveň geometrie segmentu kosti s jedním zubem a maximálně třemi zuby; C – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s jedním zubem; D – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s plnou denticí. Jednotlivé základní varian-ty výpočtového modelu jsou dále řešeny v různých obměnách pro různé modely materiálu apod.
|
|
|
Optimalizace tvaru nového typu obvodového závěsu pro lopatky parních turbín
Mívalt, Tomáš ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
V této práci je popsán výběr a provedena kalibrace vhodného modelu konstitutivního vztahu pro popis cyklického změkčování materiálu. Práce se zabývá deformačně-napěťovou analýzou závěsu poslední řady lopatek parní turbíny při použití zmíněného modelu materiálu a vyhodnocením životnosti stávajícího závěsu. Následně je provedena víceparametrická optimalizace nového tvaru závěsu, výběr ideálních parametrů, zhodnocení změn v napjatosti oproti stávajícímu závěsu a odhad možného zvýšení otáček turbíny s novým závěsem.
|
|
|
Deformační a napěťová analýza dlahy fixující zlomeninu vřetenní kosti
Hussliková, Veronika ; Hájek, Petr (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Zlomeniny distálního konce vřetenní kosti se řadí mezi nejčastější zlomeniny. Při komplikovaných zlomeninách je nutné přistoupit k operační léčbě pomocí vnitřní dlahy. Práce se zaměřuje na provedení deformačně-napěťové analýzy vnitřní dlahy fixované ve vřetenní kosti pomocí kostních šroubů. Pro posouzení mechanických interakcí mezi jednotlivými prvky této soustavy bylo použito výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků. Deformačně-napěťová analýza byla provedena pro tři různé typy fixace v modelech geometrie zahrnujících zlomeninu vřetenní kosti a zhojenou vřetenní kost a pro tři různé typy zatížení. Ve vyhodnocení výsledků byl posouzen vliv typu zatížení a vliv zhojení kostní tkáně. Pro zatížení ohybem, které bylo nejkritičtější, nedošlo v dlaze ani v kostních šroubech k překročení meze kluzu a nevznikla tedy nevratná plastická deformace materiálu.
|
|
|
Konstrukční návrh pryžové spojky pro aplikaci v kolejové dopravě
Blach, Jiří ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem a deformačně-napěťovou analýzou pružné spojky složené z jednotlivých pryžo-textilních segmentů. Tato koncepce umožňuje výrobci zjednodušení, resp. sjednocení výroby, díky použití jednoho typu segmentu pro více konfigurací spojek a vede tedy ke snížení nákladů ze strany výrobce. Ze strany uživatele dovoluje v případě potře-by výměnu pouze mechanicky nebo chemicky poškozených segmentů na místo celé spojky a šetří náklady i potenciálnímu uživateli. Spojka je primárně navržena dle parametrů meziměstských elektrických jednotek a lokomotiv, nicméně jednotlivé pružné segmenty tímto použitím omezené nejsou. Při návrhu sestavy spojky je nutné klást požadavky především na vysokou bezpečnost všech komponentů. Z podstaty provozního režimu, kdy dochází k relativnímu vychylování vstupního a výstupního hřídele, plyne poměrně široký rozsah přenášených zatížení, které při nevhodně navrženém libovolném článku sestavy mohou zapříčinit problémy vedoucí až k dočasnému odstavení celého stroje/vozidla z provozu. Mezi nejvíce kritické oblasti sestavy patří právě pružné segmenty, šroubové spoje, pevnost unašečů a tvarový spoj pro přenos hnacího momentu. V neposlední řadě musí být také zohledněny požadavky na nepříliš složitou výrobu komponentů a následně také montáž a údržbu bez vzájemné kolize komponentů a potřebného nářadí. Za účelem ověření výše zmíněných požadavků jsou provedeny deformačně-napěťové analýzy simulující variaci stavů provozních zatížení. Z důvodů snížení výkonnostních požadavků i časové náročnosti výpočtu spolu s absencí experimentálně naměřených dat pryže a PES kordů byly pružné segmenty modelovány na nižší úrovni se zredukovaným modelem materiálu upřednostňujícím tahové vlastnosti PES kordů. Tato redukce však zajišťuje konzervativnější přístup, jelikož toto použití způsobuje vyšší namáhání ocelových komponent sestavy. Následně je provedena napěťová analýza drážkového spoje. Vzhledem k absenci modelů geometrie konkrétních hřídelů komerčních motorů a převodovek bylo pro tento účel zvoleno rovnoboké drážkování střední řady dle zadaného maximálního točivého momentu. Poslední část práce je zaměřena na ověření tahových vlastností jednotlivého pružného segmentu.
|
|
|
Návrh nového typu obvodového závěsu pro lopatky parní turbíny
Vrbický, Jiří ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem nového typu obvodového závěsu rotorových lopatek posledního stupně parní turbíny a následnou deformačně-napěťovou analýzou pomocí MKP, která byla provedena jak s monotónním, tak i s cyklickým zatěžováním. V rámci práce byly vytvořeny dva nové návrhy geometrie, které vycházely z již existujícího a provozovaného konstrukčního řešení šikmého závěsu typu dvojité T. Na původní konstrukci závěsu byla provedena deformačně-napěťová MKP analýza. Její výsledky posloužily k provedení konstrukčních změn, jejichž cílem bylo zvýšení únosnosti a životnosti nových druhů závěsů.
|
|
|
Vliv geometrické variability dříků u existujících TEP kyčelního kloubu na deformačně - napěťové stavy
Zýbal, Jan ; Chamrad, Jakub (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá stanovením deformačně-napěťových (D-N) stavů kyčelního kloubu se zavedenou totální endoprotézou (TEP). Tyto D-N stavy byly následně porovnány pro čtyři různé varianty dříků. Byla provedena rešeršní studie literární zdrojů zaměřena na problematiku D-N analýzy kyčle pomocí metody konečných prvků. V práci jsou popsány základy anatomie kyčelního kloubu spolu s různými variantami TEP kyčelního kloubu. Pro řešení byla zvolena metoda výpočtového modelování pomocí metody konečných prvků. Řešení bylo provedeno v softwaru ANSYS. Pro každou variantu dříku byl vytvořen výpočtový model, který se skládá z dílčích modelů geometrie, materiálu, vazeb a zatížení. Analyzovány byly posuvy kyčle, kontaktní tlak mezi hlavicí a vložkou, napětí na dřících a přetvoření stehenní kosti. Hodnocení kostní tkáně femuru bylo provedeno na základě Frostovy hypotézy mechanostatu v sedmi Gruenových zónách.
|
|
|
Deformačně napěťová analýza a hodnocení mezních stavů částí tlustostěnného potrubí v oblasti creepu.
Zouhar, Michal ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá deformačně napěťovou analýzou částí tlustostěnného potrubí. Jsou řešeny rozměrové řady (charakterizovány poměrem D/d) tří těles, přímý válec, anuloid s konstantní tloušťkou (oblouk) a anuloid s proměnnou tloušťkou stěny (ohyb). Nejdříve je řešena velikost vnitřního tlaku kdy dojde k plně plastickému stavu u těchto těles. Velikost mezního tlaku je stanovena analyticky, numericky a příslušnými normativními vztahy. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých řešení jsou vzájemně porovnány. Dále jsou tato tělesa řešena v creepové oblasti, jsou zatížena maximálním přípustným vnitřním tlakem dle normy po dobu 200 tisíc hodin - doba provozu součástí. Zkoumáno je místo maximálního ekvivalentního creepového přetvoření a místo maximálního ekvivalentního napětí. V těchto místech jsou vypsána hlavní napětí v závislosti na poměru D/d. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých rozměrových řad jsou vzájemně porovnány. Z dostupných zdrojů literatury je zvolena podmínka dosažení mezního stavu, podle které je provedeno hodnocení dosažení mezního stavu u jednotlivých těles.
|
|
|
Biomechanická analýza interakce kostní tkáně a dentálních implantátů s různými profily
Svobodová, Miriam ; Chamrad, Jakub (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá posouzení vlivu průměru dentálního implantátu umístěného v kosti při pevném spojení mezi kostí a daným implantátem na přetvoření v kosti kolem implantátu a posuvy v celé soustavě a napětím v implantátu. K řešení daného problému bylo využito výpočtového modelování za pomoci metody konečných prvků. K tomuto účelu byly vymodelovány dva typy implantátů o různých průměrech a model kosti s trámečkovitou strukturou a různou tloušťkou vrstvy kolem implantátu. Použitý materiál byl homogenní, izotropní a lineárně pružný. Celková analýza proběhla na 2D úrovni. Z výsledků jsou patrné rozdílné hodnoty u různých průměrů i tloušťky vrstev.
|
host ::
RSS.