|
|
Výpočtové modelování napjatosti ve výdutích mozkových tepen
Turčanová, Michaela ; Polzer, Stanislav (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá posouzením predikce ruptury mozkového aneurysmatu na základě jeho geometrických a materiálových vlastností. V první části práce je detailní rešeršní studie srdečně cévní soustavy se zaměřením na mozkové tepny a aneurysmata vyskytující se na jejich bifurkacích. Druhá část práce je zaměřena na vytvoření dvou modelů tepenné mozkové bifurkace s přítomností aneurysmatu a na získání jejich geometrií v nezatíženém stavu. Důraz je kladen na co nejreálnější konstitutivní model materiálu stěny tepny na základě reálných dat z jednoosých tahových zkoušek a na vhodně zvolené zatížení krevním tlakem. Tento krevní tlak se může skokově změnit např. při bungee jumpingu. V práci je proveden výpočet nárůstu krevního tlaku při skokové změně, který je následně použit při výpočtech napjatosti ve stěně mozkového aneurysmatu. Na závěr je vyhodnoceno riziko ruptury u dvou modelovaných idealizovaných mozkových aneurysmat a provedena diskuze věrohodnosti výsledků.
|
|
|
Deformačně napěťová analýza tumorózní totální endoprotézy kyčelního kloubu
Vystrk, Tomáš ; Konvalinka, Jan (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tumorózní totální endoprotézy kyčelního kloubu slouží k rekonstrukci a navrácení funkce končetiny postižené kostním nádorem. Při rekonstrukci je třeba uvažovat dlouhodobé zatížení a zároveň umožnit pohyblivost kloubu. Vhodnost náhrady závisí na konstrukci z hlediska tvaru a materiálu a s nimi souvisejícími mechanickými vlastnostmi. Předložená práce se zabývá tvorbou výpočtového modelu totální tumorózní náhrady kyčelního kloubu a jeho deformačně napěťovou analýzou. V práci jsou modelovány dva odlišné typy endoprotéz se třemi různými délkami náhrady resekované kosti. Na základě deformačně napěťové analýzy je pak provedeno vymezení vůči možným mezním stavům.
|
|
|
Biomechanická studie obličejového skeletu
Valášek, Jiří ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předložená práce je biomechanickou studií obličejového skeletu se zaměřením na fixaci dolní čelisti po odstranění nádorového onemocnění dolní čelisti. Cílem práce je provedení biomechanické studie obličejového skeletu s následnou detailní deformačně napěťovou analýzou dvou čelistních dlah navržených a vyrobených pro konkrétní pacienty. Geometrie dolní čelisti pro konstrukční návrh dlah a pro vytvoření modelu geometrie výpočtového modelu byla získaná na základě dat získaných z CT vyšetření dvou pacientů. Součástí dizertační práce je dílčí klinicko-teoretická studie, která se zabývá srovnáním zpracování informací z CT na data potřebná k tvorbě modelu geometrie. V rámci této práce byly vytvořeny výpočtové modely a provedena řešení deformace a napjatosti dolní čelisti s deficitem kostní tkáně fixované dlahou. Modely dolní čelisti včetně dlah byly vytvořeny pro konkrétní pacienty s nádorovým onemocněním dolní čelisti. V závěrečných kapitolách dizertační práce jsou prezentována řešení deformace a napjatosti řešených čelistí s dlahou a analýza výsledků. Poznatky získané na základě provedené studie byly publikovány a aplikovány v klinické praxi.
|
|
|
Využití tensegritních struktur pro modelování mechanického chování hladkých svalových buněk
Bauer, David ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním mechanických zkoušek hladkých svalových buněk. Hlavním cílem je vytvořit výpočtový model buňky, simulovat na něm jednoosou tahovou zkoušku a upravit model tak, aby více odpovídal reálné mechanické odezvě buňky. Model buňky zahrnuje cytoplasmu, jádro, buněčnou membránu a cytoskelet, který je modelován jako tensegritní struktura. Na modelu byla simulována tahová zkouška pro případ celé buňky a buňky s rozrušeným cytoskeletem. Křivka síla-protažení, která je získána ze simulace, je porovnána s experimentálně zjištěnými daty získanými z literatury. Při tahové zkoušce zde byly experimentálně měřeny čerstvě izolované buňky hladkého svalstva z aorty krysy, buňky z buněčné kultury a buňky, ve kterých byla po aplikování cytochalasinu D rozrušena aktiniová vlákna. Bylo zjištěno, že vliv cytoskeletu na přenos zatížení ve výpočtovém modelu byl menší než u reálné buňky, a proto byl model upraven změnou materiálových vlastností geometrie tak, aby odpovídal jednotlivým experimentálně měřeným typům buněk.
|
|
|
Deformačně-napěťová analýza fixace kostí palce nohy
Zapletal, Jakub ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá analýzou tuhostí různých variant fixací palce nohy. V práci je popsána základní anatomie nohy a patologie týkající se problematiky. Dále jsou zmíněny nápravy možných deformit palce a popsány vybrané fixační tělesa. Problematika analýzy jednotlivých variant je řešena metodou konečných prvků. Součástí práce je i postup vytvoření modelu geometrie stanoveného z dostupných trojrozměrných modelů získaných metodou 3D skenování. V práci jsou porovnávány tři různé druhy fixace, z nichž každý je vytvořen na dvou úrovních detailnosti. V závěru práce jsou jednotlivé výsledné data porovnány a jsou analyzovány vybrané vlivy na tuhost spojení.
|
|
|
Biomechanical Study of Cranial Implants
Chamrad, Jakub ; Henyš,, Petr (oponent) ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
This thesis, entitled Biomechanical study of cranial implants, mainly deals with computational modeling of both undamaged skull and skull with damage and cranial implant. The problem concerning the evaluation of stress-strain states in biomechanics is solved by computational simulation using the finite element method. For the valid analyses and results interpretation, the suitable level of computational models has to be chosen. The selection of computational model level is essential problem, to which a significant part of this work is devoted. It was proven that the chosen level has an effect on the values of the investigated biomechanically significant parameters. Another factor that affects the overall performance of the cranial implant and its functionality is the dimensional accuracy of the manufactured bone replacement. It was observed that even a small dimensional deviation can cause a change in the stress-strain states of the skull-implant system and thus cause a risky situation from the failure of the implant or its fixation perspective. Above all, the method of fixation of the implant tends to be a problem and reduces the reliability of the implant. It is therefore advisable to focus on that area and propose possible ways of improving current procedures or propose new means of fixation. One of the improvements of the method of fixation can be using hydroxyapatite coating at bone-implant contact interface. This should lead to osseointgration, which is a favorable effect that was computationally modeled and assessed in this thesis.
|
|
| |
|
|
Computational models of mechanical tests of cells
Ančík, Zdeněk ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
This work introduces the problem of the biomechanics of cell and its computational modelling and testing. Further the work briefly describes the basic notions of biology and mechanical engineering. The aim is the research of available information sources and classification of the level of computational modelling and cell testing.
|
|
|
Optimalizace proudnice pro požární sport
Páral, Filip ; Klas, Roman (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou proudění v proudnicích určených pro disciplínu požárního sportu – požární útok. V rešeršní části práce je popsána disciplína požární útok, používané technické vybavení a hydraulické ztráty přítomné při plnění této disciplíny. Dále práce obsahuje přehled současných proudnic, a to jak zásahových proudnic, tak proudnic pro požární sport. Tato část práce také obsahuje požadavky kladené na proudnice. V rámci práce byla provedena analýza proudění v současných modelech proudnic za využití počítačového modelování proudění. Na základě výsledků současných proudnic jsou v závěrečné části práce navrženy optimalizované návrhy geometrií s důrazem na požadavky kladené na proudnice pro disciplínu požární útok.
|
|
|
Napjatostní analýza keramické hlavice totální kyčelní endoprotézy zatížené dle ISO 7206-5
Varga, Jozef ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této práce je provést analýzu rotačně symetrické úlohy dle normy ISO 7206-5, která se používá na určování statické pevnosti keramických hlavic. Při numerické analýze budou uvažovány tvarové odchylky od nominální kuželovitosti a kruhovitosti průřezů dříků tj. možné odchylky vzniklé při výrobě. Dále budou uvažovány tvarové změny zápichu uvnitř hlavice, které byly naměřeny na reálných vzorcích. Všechny tyto odchylky od nominálních hodnot je nutno podrobně analyzovat, protože se mohou podílet na destrukci keramických hlavic. Soustava dřík, keramická hlavice a zatěžovací kužel (DHK) bude modelována jako 2D osově symetrická (axisymetrická) úloha a 3D čtvrtinově symetrická úloha. Proto je nutno provést také srovnávací analýzu pro 2D a 3D úlohu a porovnat výsledky případně zhodnotit chybu. Tato úloha je řešena s použitím konečno prvkového systému ANSYS 11.0
|
host ::
RSS.