|
|
Konstrukce simulátoru kolenního kloubu
Polnický, Vojtěch ; Čížek, Petr (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na návrh a realizaci experimentálního přístroje, jehož účelem je vyvození dynamických a kinematických podmínek kolenní náhrady při cyklu chůze. Simulátor bude využíván ke studiu tvorby mazacího filmu v kontaktu stehenního dílu kolenní náhrady a polyethylenové vložky a k cyklickým testům opotřebení kolenních náhrad. Úvodem je práce zaměřena na popis pracovních parametrů kolenních náhrad a rozbor konstrukcí simulátorů kolenního kloubu. Následuje popis koncepčních návrhů a výběr finální varianty. Výsledná konstrukce umožňuje realizovat dynamické a kinematické podmínky odpovídající normě ISO 14 243-3. Tvorba mazacího filmu je analyzována bezdotykovou optickou metodou fluorescenční mikroskopie. Součástí práce je kompletní výkresová dokumentace, schéma elektroinstalace, ověření funkčnosti simulátoru a podrobný návode k obsluze.
|
|
|
Experimentální studium součinitele tření kloubní chrupavky
Praus, Tomáš ; Vrbka, Martin (oponent) ; Rebenda, David (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá výzkumem součinitele tření kloubní chrupavky. Po úvodu do biotribologie je v práci popsán princip měření na zařízení Mini-Traction Machine a jeho stručný popis. Dále následuje návrh přípravy a uchovávání vzorků chrupavky, konstrukce upínáku vzorku do zařízení MTM a samotný výzkum součinitele tření. Výsledky experimentálního výzkumu ukázaly negativní vliv uchovávání vzorků v lednici. Naopak měření součinitele tření vzorků uchovávaných v mrazničce prokázalo zachování mechanických vlastností chrupavky. Znatelný vliv na tření má také rychlost a zatěžující síla. S rostoucí rychlostí součinitel tření roste. Při vyšších rychlostech dochází k extrémnímu nárůstu součinitele. Naopak s rostoucí normálovou silou součinitel tření klesá.
|
|
|
Konstrukce simulátoru kyčelního kloubu
Žonda, Peter ; Čížek, Petr (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá návrhom a realizáciou experimentálneho simulátora bedrového kĺbu. Primárne využitie je štúdium hrúbky mazacieho filmu v umelých bedrových náhradách pomocou metódy interferometrie. Sekundárna je aplikácia pre štúdium dlhodobého opotrebenia umelých bedrových náhrad. Práca prvotne popisuje už existujúce simulátory bedrového kĺbu, ktoré simulujú konkrétne kĺbové uloženie. Následne diplomová práca predkladá vlastné návrhy a riešenia autora. Výsledkom je zhotovené zariadenie umožňujúce dynamickú zmenu záťaže pri simulovaní pohybu flexie a extenzie bedrového kĺbu stanovené ISO normou. Kontakt je zaznamenávaný optickou aparatúrou zloženou z vysokorýchlostnej kamery a mikroskopu. Súčasťou práce je zároveň úvodný overovací experiment a kompletná výkresová dokumentácia celého zariadenia spolu s elektrickou schémou zapojenia.
|
|
|
Posouzení opotřebení extrahovaných polyetylenů TEP kyčle pomocí optických metod
Přikryl, Adam ; Morovič, Ladislav (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce bylo navržení experimentální metodiky pro analýzu opotřebení extrahovaných polyetylenových kyčelních náhrad. Navrhovaná metodika využívá optického 3D scanneru s optickým profilometrem pro analýzu opotřebení. Navržená metodika pro analýzu opotřebení byla validována gravimetrickou metodou. Výsledky obou metod se velmi dobře shodovaly s rostoucím stádiem opotřebení. Z validace vyplynulo, že metodika není příliš vhodná pro analýzu opotřebení u kovových a keramických náhrad, u kterých jsou hodnoty opotřebení příliš malé. Naopak pro analýzu opotřebení u polyetylenových náhrad se tato metodika ukázala jako víc než dostatečná. Navržená metodika pro analýzu opotřebení byla aplikována na sadu třináctí extrahovaných polyetylenových kyčelních jamek. Výsledkem analýzy opotřebení byly hodnoty opotřebeného objemu materiálu s hodnotami lineárního opotřebení, zaznamenanými v mapě opotřebení. Na extrahovaných jamkách byla měřena drsnost, která byla zaznamenána do mapy drsnosti. Na artikulačním povrchu jamek byly pozorovány oblasti s různými drsnostmi povrchu. Tyto oblasti byly rozděleny na oblast se stopami po nástroji od výroby, oblast vyhlazenou kombinací abrazivního a adhezivního opotřebení, oblast vyhlazená mikro-kontaktní únavou a oblast plasticky zdeformovaného povrchu.
|
|
|
Mazání náhrad kyčelního kloubu
Rebenda, David ; Hartl, Martin (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá experimentálním studiem mazání náhrad kyčelního kloubu. S využitím simulátoru kyčelního kloubu, pracujícího na principu kyvadla, byl posouzen vliv složení synoviální kapaliny a vliv materiálu hlavice na tloušťku mazacího filmu. Posouzení obou těchto vlivů proběhlo za podmínek statického a dynamického zatěžování. Výsledky experimentů ukázaly, že k oddělení třecích ploch vrstvou adsorbovaných proteinů není nutný pohyb hlavice vůči jamce. Složení synoviální kapaliny pak výrazně ovlivňuje tloušťku mazacího filmu. Při měřeních se dvěma modelovými synoviálními kapalinami došlo k opačným extrémům, kdy u prvního vzorku došlo ke zformování velmi silného mazacího filmu. U druhého vzorku téměř nedošlo k adsorpci proteinů a v důsledku toho byl vytvořen pouze velmi tenký mazací film. Vliv materiálu je znatelný při porovnání výsledků naměřených s kovovou hlavicí a keramickými hlavicemi. Kovová hlavice formuje za stejných podmínek silnější mazací film. Tento poznatek však může být částečně ovlivněn rozdílnou průměrovou vůli, která byla v případě keramických hlavic vyšší.
|
|
|
Vliv velikosti hlavice na procesy tření a mazání v TEP kyčle
Bartošík, Jan ; Dzimko, Marián (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá experimentálním studiem tření a mazání v totální endoprotéze kyčelního kloubu v závislosti na velikosti kloubu. Měření byla provedena na simulátoru kyčelního kloubu, který funguje na principu kyvadla. Z hlediska tření byly vyšetřovány kloubní náhrady od dvou výrobců ve třech materiálových kombinacích a dvou průměrech. Z měření tření plyne, že podstatnější vliv na součinitel tření má volba materiálové kombinace než velikost kloubu. Při použití většího průměru kloubní náhrady byl zaznamenán pokles součinitele tření oproti menšímu průměru u všech materiálových kombinací. Měření mazacího filmu pomocí kolorimetrické interferometrie proběhlo v kontaktu kov-sklo, kdy skleněné kloubní jamky byly vyrobeny podle reálných rozměrů kloubních jamek. Měření proběhlo na čtyřech kloubních náhradách s průměrem 28 a 36 mm se dvěma různými průměrovými vůlemi za stálého pohybu po dobu 210 s. Z měření plyne, že při použití kloubního páru s malou průměrovou vůlí dojde k rychlému nárůstu mazacího filmu nad 800 nm. Při použití velké průměrové vůle nedojde k oddělení třecích povrchů mazacím filmem, a tudíž dojde k poškození chromového povlaku v jamce. Při vytvoření silné mazací vrstvy je součinitel tření vyšší než u kloubních párů s velmi malou nebo žádnou mazací vrstvou.
|
|
|
Experimentální studium tření a mazání TEP kyčle
Urban, Filip ; Čermák, Jan (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
V této práci byla řešena problematika tření a mazání totální endoprotézy kyčelního kloubu. Na simulátoru kyčelního kloubu na principu kyvadla byla nejprve provedena studie součinitele tření pro různé materiálové kombinace, zatížení a teploty. Poté byl proveden experiment, kde bylo pozorováno formování mazacího filmu v kontaktu hlavice kyčelního kloubu a jamky, která byla vyrobena ze skla, ale svojí geometrií a rozměry odpovídala jamce reálné kyčelní náhrady, za použití kolorimetrické interferometruie. Vrbka et al. [25] poukazuje na skutečnost, že se zvyšující se konformitou povrchů se zvyšuje i tloušťka mazacího filmu. Taktéž byla pozorována adsorpce proteinů na kontaktní povrchy. Díky ní byla naměřena tloušťka filmu 80 nm i při nulové relativní rychlosti povrchů. Taktéž byla pozorována agregace proteinů na okrajích kontaktu. Podobné agregace pozoroval i Myant et al. [29] na kontaktu ball-on-disk, nebo Vrbka et al. [25] na kontaktu ball-on-lens, tyto agregace pravděpodobně vznikají při smykovém namáhání kapaliny obsahující proteiny a mohou pozitivně ovlivňovat tloušťku mazacího filmu. Pokud není relativní pohyb hlavice a jamky dostatečný, proteinová vrstva v kontaktu se nemůže obnovovat a dochází ke ztenčování mazacího filmu. Součinitel tření naměřený při pozorování mazacího filmu byl 0,13 nejblíže této hodnotě je z reálných endoprotéz materiálová kombinace MoP.
|
|
|
Studium tření náhrad kyčelního kloubu
Balounová, Hana ; Dzimko, Marián (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá analýzou součinitele tření v kyčelních náhradách pro různé materiálové dvojice za přítomnosti hovězího séra, jakožto náhrady synoviální kapaliny vyskytující se v kloubu. Na zařízení Mini Traction Machine se sleduje průběh součinitele tření. Výsledky jsou vyneseny do grafů zobrazujících závislost součinitele tření na čase. Jsou popsány vlivy kinematických podmínek, vliv použitého materiálu a vliv způsobu dodávky maziva do kontaktu. Experimenty analyzují, jak utváření mazacího filmu s vrstvou adsorbovaných proteinů ovlivňuje součinitel tření.
|
|
|
Vliv přimknutí na tření ve valivém ložisku
Pisklák, Jan ; Zikmund, Vladimír (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce popisuje vliv přimknutí na tření ve valivých ložiscích. Koeficient tření je měřen na experimentálním zařízení Mini Traction Machine 2 metodou přitlačování ocelové kuličky na ocelový disk. Výsledky jsou vyneseny do grafů zobrazujících závislost koeficientu tření na prokluzu SRR pro dané přimknutí, normálové zatížení a rychlost v kontaktní oblasti. Pro daná přimknutí je také ověřován vliv zatížení, rychlosti či rozdílné viskozity použitého maziva. Experimentálně získaná data jsou porovnána s matematickým modelem, který je vytvořen v rámci diplomové práce v programu MatLab.
|
|
|
Konstrukce zařízení pro modifikaci topografie třecích povrchů
Kománek, Jiří ; Hutař, Pavel (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a konstrukcí laboratorního balotinovacího zařízení, které je určeno pro cílenou modifikaci topografie třecích povrchů dvou typů vzorků. Těmi jsou kuličky s průměrem 20-40 mm a válečky s průměrem 9,6 mm. Práce dále popisuje optimalizaci parametrů zařízení, za účelem vytvoření vhodné mikro-textury na povrchu vzorku a následné testování vlivu této mikro-textury na velikost součinitele tření při smíšeném mazání a za prokluzu.
|
host ::
RSS.