Regisztráció és bejelentkezés

Ín szakadásának végeselemes szimulációja

A mozgás az emberi életforma szerves része, amihez elengedhetetlen a mozgásszervrendszer megfelelő, egészséges működése. Károsodás esetén az eredeti állapot visszaállításához azonban szükséges a rendszer viselkedésének beható ismerete, amelyhez hozzátartozik a különböző biológiai szerkezeti elemek mechanikai viselkedésének ismerete is.

A dolgozat célkitűzése az ín szakítóvizsgálat mérését modellező szimulációs módszer kidolgozása, továbbá a mérés eredményeinek, és a szálas anyagra vonatkozó elméleti eredmények validálása, különös tekintettel a tönkremeneteli szakaszra. Az inat alkotó egyes szálak mechanikai tulajdonságai jelentős mértékben eltérnek, ezért statikus szakítás esetén az anyag nem hirtelen megy tönkre, hanem több lépcsőben, ahogy az egyes szálcsoportok elpattannak. A dolgozat fő célja ennek a viselkedésnek a modellezése, majd a korábbi eredményekkel történő összevetése.

A modellalkotáshoz in-vitro mérések eredményeit és az összetett szálas anyagok viselkedését leíró szálköteg modelleket veszem alapul. Ezt követően végeselemes szimuláció segítségével, különböző módszerekkel közelítem a valóságos szakadási folyamatot. A szálak anyagparaméterei egy eloszlásfüggvény segítségével adhatók meg, így közelítve a valóságot. A megoldáshoz használt módszer lényege, hogy a szálak szakítószilárdságát tapadási súrlódáshoz hasonló kontaktszilárdsággal közelítem, praktikusan két külön testként vizsgálom a szálköteget. A szálas szerkezet miatt sztochasztikusnak tekinthető viselkedés megfelelő modellezésével lehetséges a korábbi in-vitro eredmények validálása. A sok hasonlóságot mutató ízületi szalagok vagy a műszaki gyakorlatban egyre inkább elterjedő szálerősített kompozitok vizsgálata során is alkalmazható lehet ez a módszer.

szerző

  • Takács Dániel
    Mechatronikai mérnöki mesterképzési szak
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

  • Dr. Kiss Rita
    egyetemi tanár, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék
  • Faragó Dénes
    PhD hallgató, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék