|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Friction and Lubrication of Articular Cartilage
Čípek, Pavel ; Dr. Prashant K. Sharma (oponent) ; Muňoz, Anna Neus Igual (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
The present PhD thesis deals with the lubricating mechanism within a model of synovial joint. The aim of this thesis is to describe the effect of individual components of synovial fluid on lubricating film formation in the model of synovial joint; for this purpose, the experimental analysis of friction coefficient and observation of adsorbed lubricating film using the fluorescence microscopy were performed. The special self-designed reciprocating tribometer allowing for simultaneous friction measurement and contact observation was designed. The tribometer was calibrated and verified using a commercial tribometer. Furthermore, the methodology of experiments was developed including a design of evaluation procedure. In order to process the visualization record, the software based on the image segmentation was developed. The last part of the thesis introduces a novel methodological approach together with a new self designed tribometer enabling to assess the role of components contained in the model synovial fluid in relation to the formation of lubricating film based on in situ observation of the contact area and simultaneous frictional measurement. The thesis presents original results extending the knowledge in the natural synovial joint biotribology towards the further development of effective treatment for patients with diseased joints.
|
|
|
Nanoroboti
Haluza, Lukáš ; Vrbka, Martin (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je seznámit i laickou veřejnost s nanotechnologií a nanoroboty. První část je věnována nanotechnologii jako vědě, popisu nanosvěta a vysvětlení pojmů. Druhá část se věnuje nanorobotům, jejich konstrukci, úspěchům jež bylo dosaženo, oblastem jejich použití, plánům a překážkám bránícím k jejich plnému zavedení do běžného života.
|
|
|
Porovnání třecích vlastností kosmetických masážních přípravků
Dohnal, Petr ; Čípek, Pavel (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá tribologickými vlastnostmi masážních přípravků – krémů a olejů. Jejím cílem je porovnat vybrané přípravky mezi sebou. K experimentům byl využit tribometr v konfiguraci pin-on-plate, který simuluje roztírání přípravku na kůži. Jako model lidské kůže byla použita kůže hovězí. Vlastnosti přípravků byly porovnány na základě chování součinitele tření v průběhu měření. Během experimentů byl nalezen vhodný parametr, pomocí kterého lze jednoduše porovnat trvanlivosti přípravků. Podle výsledků byl vybrán nejlepší olej z hlediska trvanlivosti a také skluznosti. Práce by mohla posloužit jako základ pro hodnocení a výběr přípravků vhodných k masážním účelům.
|
|
|
Tření a mazání kloubní chrupavky
Hilšer, Pavel ; Daniel, Matej (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývá způsobem, jak přítomnost kyseliny hyaluronové a fosfolipidů ovlivňuje tření a mazání synoviální chrupavky s důrazem na optimalizaci viskosuplementů. Toho je docíleno pomocí analýzy součinitele tření pro různá maziva na pin-on-plate tribometru. Chrupavka je mazána modelovou synoviální kapalinou, konvekčním viskosuplementem a optimalizovaným viskosuplementem s fosfolipidy. Pro pozorování, jak viskosuplementy ovlivňují součinitel tření chrupavky v lidském těle, jsou smíchány v příslušném poměru s modelovou synoviální kapalinou, která se v lidských kloubech nachází. Měřením bylo zjištěno, že chrupavka mazaná konvenčním viskosuplementem má relativně vysoký součinitel tření a oproti tomu optimalizovaný viskosuplement s fosfolipidy má tření nižší. To samé platí, když jsou viskosuplementy smíchány s modelovou synoviální kapalinou, což může vést k vývoji nového, lepšího viskosuplementu na bázi kyseliny hyaluronové a fosfolipidů.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Analýza proudění spalin v okolí výfukového ventilu spalovacího motoru s využitím CFD
Šesták, Josef ; Náhlík, Luboš (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Následující diplomová práce pojednává o výpočtovém modelování proudění v okolí výfukového ventilu spalovacího motoru prostřednictvím počítačové dynamiky tekutin. Tento přístup je z hlediska současného stavu problematiky inovativní, nicméně díky nízkému stavu poznání vysoce náročný. Autor se pokouší o detailní popis vícerozměrných polí charakteristických veličin, které vymezují chování tekutiny u úlohy definované virtuální geometrií a danými okrajovými podmínkami. Poznatky o chování proudu spalin u úloh s různými geometriemi umožní navrhnout geometrii výfukového ventilu tak, aby svým tvarem umožnila rychlý odvod spalin z pracovního prostoru válce před započetím výfukového zdvihu motoru. Tento proces umožní snížit hodnotu ztrátové práce motoru, a tím zlepšit jeho efektivní ukazatele.
|
|
|
Tvorba edukačních úloh pro výuku metody konečných prvků
Sovadina, František ; Vrbka, Martin (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá zmapováním úloh využívaných pro výuku metody konečných prvků (MKP) na tuzemských a zahraničních univerzitách. V první části je vytvořen přehled úloh zaměřených na MKP, které jsou při výuce na tuzemských i zahraničních univerzitách využívány. Tyto úlohy lze použít pro výuku MKP na Fakultě strojního inženýrství v Brně. V druhé části bakalářské práce bylo na základě získaných podkladů z univerzit vytvořeno nové zadání úlohy, pro které byl následně i proveden modelový výpočet pomocí programu ANSYS. Výsledky výpočtu byly poté ověřovány i provedením experimentu na fyzickém modelu.
|
|
|
Mechanickohydraulický model rekuperace energie vozidel
Pisklák, Jan ; Vrbka, Martin (oponent) ; Nevrlý, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce rešeršně zpracovává matematicko-fyzikálního model rekuperace kinetické energie vozidla, kterým se zabýval A. Pourmovahed a kolektiv. Využívá metodu determinovaných tepelných časových konstant. Navazuje na vědecké studie Greena W. L. a Otise D. R.. Zahrnuje analytické zpracování, které je poté porovnáno s experimentálními výsledky.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.