|
|
Deformační a napěťová analýza vlivu různých totálních kolenních endoprotéz na kostní tkáň tibie
Boháč, Petr ; Borák, Libor (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá deformačně-napěťovou analýzou vlivu různých totálních endoprotéz kolenního kloubu na periprostetickou kostní tkáň tibie. V první části práce je popsána problémová situace a provedená rešeršní studie související s danou problematikou. V druhé části práce jsou popsány základní znalosti vhodné pro pochopení řešené problematiky. V třetí části práce je podrobně popsán postup tvorby výpočtových modelů, jenž by měl využitou metodiku učinit reprodukovatelnou i pro případné další studie. V další části práce jsou analyzovány a prezentovány výsledky z výpočtového modelování s využitím metody konečných prvků. Na základě Frostovy hypotézy jsou pak zhodnoceny a porovnány vlivy různých totálních endoprotéz kolenního kloubu na periprostetickou kostní tkáň tibie při určeném maximálním zatížení působícím v cyklu chůze. V závěru práce jsou zmíněny možné důsledky této analýzy.
|
|
|
Využití programu Retomo pro tvorbu výpočtových modelů v biomechanice
Filková, Alena ; Lisický, Ondřej (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou svalově kosterní biomechaniky. Přesněji tvorbou modelu geometrie vycházejícího z CT dat pomocí programu RETOMO a následně výpočtového modelu. Úvodní část je věnována stručnému vysvětlení pojmů výpočetní tomografie a metody konečných prvků. V následující kapitole je vypracovaná rešerše programů sloužících pro tvorbu modelů geometrie z CT dat v biomechanice. Dále se práce zabývá popisem vybraných funkcionalit a uživatelského prostředí programu RETOMO, přičemž je kladen největší důraz na tvorbu modelu geometrie z CT dat. Při realizaci bakalářské práce byly v analyzovaném programu vytvořeny dva modely geometrie, a to pomocí odlišných funkcí segmentace, které byly následně navzájem porovnány a poté porovnány i s modelem geometrie vytvořené v jiném programu. K porovnání odchylek geometrie jednotlivých modelů byl využit program GOM Inspect. Nakonec byly vytvořeny výpočtové modely za pomoci programu CATIA a následně provedena deformační a napěťová analýza pomocí programu ANSYS. Výsledky jednotlivých řešení byly navzájem analyzovány, porovnány a vyhodnoceny.
|
|
|
Vývoj a aplikace výpočtového modelu balisticky odolného vrstveného laminátu
Urbášek, Jan ; Kubík, Petr (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelování balistiky odolného laminátu na bázi polyamidových vláken. Úvodní pasáže práce jsou zaměřeny na porozumění jednotlivých problematik, které úzce souvisí s interakcí střely a terče, a výpočtovým modelování tohoto děje. Hlavním cílem práce bylo vytvořit výpočtový model, který je schopen reflektovat chování aramidové tkaniny při interakci se střelou. Během vývoje výpočtového modelu bylo posouzeno více metod modelování a rovněž bylo využito více modelů materiálu. Pro účely vývoje výpočtového modelu bylo využito dostupných dat a experimentů firem SVS FEM s.r.o. a VVÚ s. p. Výsledkem diplomové práce je výpočtový model aramidové tkaniny, který je určen pro simulace balistické ochrany. Tento výpočtový model je validován na základě dostupných experimentů. Validovaný výpočtový model je poté využit pro simulaci balistické ochrany.
|
|
|
Výpočtová analýza dynamických vlastností hydrodynamických kluzných ložisek
Rak, Vladimír ; Kamenický, Ján (oponent) ; Pochylý, František (oponent) ; Zapoměl, Jaroslav (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Práce se zabývá výpočtovým modelováním statické a dynamické analýzy hydrodynamických kluzných ložisek, analýzy stability proudění tekutinového filmu a analýzy odezvy rotorových soustav. Na školicím pracovišti byl vyvinut nový teoretický přístup k modelování statického a dynamického chování tuhého rotujícího tělesa v tekutině při vzájemné interakci. Přístup je založen na aplikaci Navier-Stokesovy pohybové rovnice, rovnice kontinuity a předepsaných vhodných okrajových podmínkách. Pomocí vhodných transformačních vztahů lze od sebe oddělit a samostatně řešit pohyb tělesa a tekutiny a zároveň je možné separovat stacionární a nestacionární řešení tekutinové vrstvy. K analýze chování tekutiny je použita metoda kontrolních objemů. Pro popis geometrické konfigurace jsou využita racionální Bézierova tělesa, tato tělesa jsou zároveň využita také k aproximaci rychlostní a tlakové funkce. Vzhledem k tomu, že se změnou polohy středu hřídele je vždy prováděno i nové generování sítě, jedná se o kombinovanou ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) metodu. Přídavné účinky od tekutiny, působící na hřídelový čep rotorové soustavy (v případě kluzného ložiska se jedná o tenzory přídavné hmotnosti, přídavné tuhosti a přídavného tlumení, které se řeší v rámci dynamické analýzy tekutinového filmu), jsou v případě aplikace nového přístupu k analýze funkcí pouze jediného parametru – polohy středu hřídele. Zde je veliká výhoda oproti klasickému přístupu, založenému na aplikaci Reynoldsovy rovnice, kdy je nutno řešit vázanou úlohu. Autor analyzoval modely dlouhých i krátkých hydrodynamických kluzných ložisek o různé geometrii, jmenovitě se jednalo o válcová a eliptická ložiska. V řešení byla uvažována nestlačitelná i stlačitelná tekutinová výplň radiální mezery kluzného ložiska. Výsledky analýz tekutinové vrstvy kluzného ložiska byly poté zahrnuty do pohybové rovnice modelové rotorové soustavy se dvěma stupni volnosti, uložené na svých koncích ve dvou kluzných ložiskách (Jeffcottův rotor). V dalším kroku autor modeloval a řešil odezvu rotorové soustavy na vynucené stálené kmitání vybuzené nevývahou rotujících hmot.
|
|
|
Umělé srdce na principu plynových akumulátorů
Kunický, Ondřej ; Fialová, Simona (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem umělého srdce na principu plynových akumulátorů. Úvodní část popisuje anatomii a fyziologii kardiovaskulárního systému u člověka, mechanické srdeční náhrady a základní vlastnosti pneumatických mechanismů. Dále je v práci uveden postup návrhu pneumatického obvodu a jeho simulace v programu Simulink. Experimentální část obsahuje ověření funkčnosti pneumatického obvodu, navrženého objemového čerpadla a naměřené charakteristiky obou pracovních komor. V poslední části práce jsou uvedeny možnosti zmenšení rozměrů a hmotnosti celého mechanismu. Součástí je i výpočtové modelování pneumatického obvodu s použitím hélia jako pracovního média.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
| |
|
|
Rešeršní studie arteriálních stentů a možností jejich výpočtového modelování
Ondříšková, Tereza ; Lisický, Ondřej (oponent) ; Turčanová, Michaela (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá arteriálními stenty a možnostmi jejich výpočtového modelování. Práce obsahuje lékařské minimum potřebné k pochopení problematiky stentů. Dále pojednává o způsobech jejich zavádění, materiálech využívaných k jejich výrobě a povlakování, o nejčastěji používaných designech. V práci je zpracována rešerše odborných článků zabývající se možnostmi analytického a numerického modelování, s důrazem na využití metody konečných prvků. Byl proveden analytický výpočet napětí vznikajícího v krční tepně pomocí zjednodušeného modelu stentu a cévy. Tyto průběhy napětí byly následně vykresleny a zhodnoceny.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.