Emberi combcsont dinamikus terhelésekre adott válaszának vizsgálata végeselemmódszerrel
Emberi combcsont dinamikus terhelésekre adott válaszának vizsgálata végeselemmódszerrel
Jobbágy Dávid III. évfolyam
Konzulens: Bojtár Imre, Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék
Dolgozatomban az emberi combcsontot folyamatosan érő dinamikus terhek hatásával foglalkozom. Az egyik legáltalánosabb hétköznapi tevékenység, a járás, dinamikus teherként jelentős igénybevételeket okoz a mozgás szervének egyik fontos alkotójában, a femurban.
Egy egészséges ember valószínűleg nem szeretné mindenáron ismerni a combjában járás és egyéb tevékenységek közben kialakuló elmozdulás és feszültségállapotokat, ám egy beültetett protézis, vagy egy éppen gyógyuló combnyaktörés stabilitásának vizsgálatához szükséges a veszélyes tevékenységek és állapotok ismerete. Az Ansys nevű végeselemes program segítségével nemcsak a járás, hanem a rendkívüli dinamikus tehernek számító botlásokat is vizsgáltam. A dinamikus futtatások eredményeit nemcsak egymással, hanem két statikus vizsgálattal is összehasonlítottam, a két terhelési forma közti különbségek éreztetésére.
A vizsgálatok elvégzéséhez szükséges femur modellt egy internetes adattárból töltöttem le. Munkámban segítségemre volt egy olyan kutatás anyaga, ahonnan a terhek összeállításához szükséges információkat vettem [1], de emellett más hasonló témájú munkákat is tanulmányoztam [2], [3]. A szakirodalom alapján összeállítottam a csípőízületi kapcsolati erők időfüggvényeit és ezekkel a combcsont modellt leterheltem. A szimulációk futtatásához természetesen szükség volt a 3D végeselemes háló kialakítására és a peremfeltételek megadására is, ezeket a dolgozatban részletezem.
[1] Bergmann G., Graichen F., Rohlmann A. : Hip joint contact forces during stumbling, Langenbecks Arch Surg. 2004 Feb; 389(1):53-59
[2] Polgár Krisztina: Az emberi combcsont rugalmas-képlékeny viselkedésének vizsgálata, Diplomafeladat 1994.
[3] Czeglédi Ádám: Emberi combcsont statikus és dinamikus szilárdsági vizsgálata, Tudományos Diákköri Dolgozat 2002.
