ZASTOSOWANIE ANALOGII BIOLOGICZNEJ DO

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ZASTOSOWANIE ANALOGII BIOLOGICZNEJ DO"

Józef Wójtowicz
8 lat temu
Przeglądów:

1 Aktualne Problemy Biomechaniki, nr 8/ Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, ZASTOSOWANIE ANALOGII BIOLOGICZNEJ DO Streszczenie: W strukturze typu sandwicz z rdzeniem typu pianoaluminium oraz na strukturze typu planowane. Na podstawie otrzymanych wyników zaproponowano wprowadzenie 1. egzoszkielet, metale spienione, analogie biologiczne, tkanka kostna W pracy omówiono zagadnienie wykorzystania analogii biologicznych przy konstrukcji. zesnym zachowaniu z omówiono model na podstawie próbki pobranej go jako wzoru

Na podstawie otrzymanych wyników zaproponowano wprowadzenie 1.

2 64 M. John, W. Skarka,. W kolejnym kroku przedstawiono pianoaluminium do struktury tkanki kostnej. plastra miodu. egzoszkieletowego. 2. BIOLOGICZNE ANALOGIE 2.2. Model tkanki kostnej niewielkim o daje jej, przy tak a [1]. i normalnych, a szczególny sposób zapobiega propagacji z kwadrat -. Na podstawie analizy otrzymanych wyników symulacji numerycznej jako optymalny z elementów - [2,3,4]. Tabela 1. Modele próbek Model Rodzaj elementu Rozmiar elementu [mm] Liczba Liczba elementów kostka1 Hex kostka2 Tet kostka3 Tet kostka4 Tet kostka5 Tet kostka6 Hex kostka7 Hex kostka8 Hex kostka9 Hex kostka10 Hex

Na podstawie analizy otrzymanych wyników symulacji numerycznej jako optymalny z elementów - [2,3,4]. Tabela 1.

3 Zastosowanie analogii biologicznej 65 Tabela 2. Nr modelu fy [mm] 0,625 0,713 0,664 0,589 0,725 0,852 0,731 0,688 0,717 0,695 fz [mm] 0,239 0,256 0, ,217 0,267 0,319 0,268 0,253 0,262 0,255 red [MPa] y [MPa] 57, ,77 8,78 4,16 34, ,1 73,4 121 komórek oraz ich rodzaju. W przypadku modelu numerycznego modelu numerycznego W symulacjach zaawansowanych w z adnych wyników w tym zakresie. Rys. 1. Architektura kostna [5] 2.1. Struktura typu sandwich oparta na pianoaluminium Rys. 3. i [6] analogii do struktury tkanki kostnej zaproponowano pianioaluminium porowaty 3 0,85 g/cm

0,255 red [MPa] 476 1460 305 246 811 343 1310 974 599 984 y [MPa] 57,7 177 5,77 8,78 4,16 34,5 161 82,1 73,4 121 komórek oraz ich rodzaju.

4 66 M. John, W. Skarka podawany jest w zakresie od 0,1 GPa t roztopionego (rys. 2). Spieniania gaz, wydzielania rozpuszczonego gazu. Jako gaz stosowane jest powietrze, argon i azot. n pr Rys. 2. Struktury pianoaluminium: a) z otwartymi po ] W celu zagwarantowania odpow w i 2.3. Struktura plastra miodu oparta na analogi do plastra e zastosowanie przy konstrukcji coraz to nowych ulepszeniem. W z oraz W przypadku tej struktury mamy do czynienia z tym samym zagadnieniem, co przy pianoaluminium Naukowcy z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) w Niemczech wytworzyli za, która wynosi dla niektórych gatunków stali [8]. Niemieccy naukowcy

Struktura plastra miodu oparta na analogi do plastra e zastosowanie przy konstrukcji coraz to nowych ulepszeniem.

5 Zastosowanie analogii biologicznej 67 Tabela 4). Najlepsze wyniki plastra miodu powiednio dobrana geometria (rys. 5). Tabela. 4. [8] Typ konstrukcji Grub nm Powietrze, % Lity, % kg/m 3 MPa Poly., Al 2 O 3, % % MPaxkgxm ± ± ± ,270 ± ± ± PODSUMOWANIE i

2 32.8 100 0 420 ± 29 0.160 10 66 34.0 96.7 3.3 463 ± 31 0.237 50 61.6 38.4 85.4 14.6 633 ± 40 0.250 200 44.8 55.

6 68 M. John, W. Skarka w prototypowania w celu zweryfikowania wyników symulacji numerycznej na maszynie Stru LITERATURA [1] Biomechanika, Skrypt Polite [2] cyfrowej korelacji obrazu, nanoindentacji oraz symulacji numerycznych, Wydawnictwo [3] Keaveny T.M.z, Morgan E.F., O.C. Yeh: Bone Mechanics. w: M. Kutz (Ed.): Standard handbook of biomedical engineering and design. McGraw-Hill, 2004 [4] Pol. [5] Godek P.: Architektura funkcjonowania szkieletu [6] -6, 2010 [7] Hanssen A. G., Enstock L., Langseth M.: Close-range blast loading of aluminium foam panels, International Journal of Impact Engineering 27, 2002, str [8] Bauer J., Hengsbach S., Telari I., Schwaiger R., Kraft O.: High-strength cellular ceramic composites with 3D microarchitecture, PNAS, 2014 [9] Czasopismo Techniczne, Wyd. Politechniki Krakowskiej, 2007, str APPLICATION TO BIOLOGICAL ANALOGYDEVELOPMENT OF THE FORM OF STRUCTURAL BEARING COMPONENTS EXOSKELETON Abstract: This paper discusses one of the problems emerging in the design of the exoskeleton. Discussed the possibility of lightweight construction. More specifically focuses on the structure based on the bone structure, a sandwich-type structure with a core foam aluminum and type honeycomb structure. The paper presents numerical studies have been carried out and planned. On the basis of the results proposed the introduction of reinforcements for each property.

numerycznych, Wydawnictwo [3] Keaveny T.M.z, Morgan E.F., O.C. Yeh: Bone Mechanics. w: M. Kutz (Ed.): Standard handbook of biomedical engineering and design. McGraw-Hill, 2004 [4] Pol. [5] Godek P.

Podobne dokumenty

Wybrane problemy numerycznej symulacji trójpunktowego zginania próbek z kości korowej

Wybrane problemy numerycznej symulacji trójpunktowego zginania próbek z kości korowej Mgr inż. Małgorzata JOHN, email: malgorzata.john@polsl.pl Politechnika Śląska Dr hab. inż. Marek GZIK, prof. nzw. w Pol. Śl., email: marek.gzik@polsl.pl Politechnika Śląska Wybrane problemy numerycznej