Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Master's Thesis
Author of thesis: Ing. Lukáš Janáčik
Acad. year: 2023/2024
Supervisor: Ing. Petr Marcián, Ph.D.
Reviewer: Ing. Jiří Valášek, Ph.D.
This thesis focuses on the stress-strain analysis of the hip joint with a spacer using computational modelling in the form of the finite element method in ANSYS Workbench. The thesis also includes a review of available literature and a brief evaluation of its contributions to the issue. Computational models were created for five variants of geometries of spacers, two different material models of the spacer cores, and two material models (homogeneous and non-homogeneous) of the cancellous bone tissue. The bone cement was evaluated against the limit of brittle strength using the Mohr-Coulomb criterion, which considers different allowable stress values in tension and compression. Core of the spacer was evaluated against yield strength of a material and bone tissue was compared to allowed value of stress intensity before its fracture. The maximum load that the system with a given spacer variant can carry before reaching the first and second limit states was evaluated. Based on the results, it can be determined that the highest load is carried by the intraoperative spacer V2 with either a titanium or steel core, or without a core.
spacer, two-stage revision, finite element analysis, stress-strain analysis, hip joint
Date of defence
10.06.2024
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
A
Process of defence
Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji diplomovou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté členové komise položili následující dotazy k diplomové práci: Jakým způsobem jste určil zatížení svalu? Jakým způsobem jste nastavoval tuhost? Použité pružiny byly předepnuté? Jakým způsobem jste použil Frostovu hypotézu pro posouzení rizika porušení? Nebylo by lepší vyhodnocovat porušení na základě napětí? Posuzoval jste mezní stav únavové pevnosti? Můžete vysvětlit velké geometrické rozdíly mezi dvěma různými typy spacerů? Jednalo se (pro daný typ spaceru) jen o zkušební výpočtovou variantu, nebo se tento typ opravdu používá? Jakým způsobem jste se vypořádal s tím, že při zatížení dochází k výrazné plastické deformaci? Má tedy v souhrnu větší vliv geometrie spaceru nebo použitý materiál? Proč jsou přítomné otvory způsobující koncentraci napětí? Obhajobu na závěr komise zhodnotila na neveřejném zasedání.
Language of thesis
Slovak
Faculty
Fakulta strojního inženýrství
Department
Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics
Study programme
Engineering Mechanics and Biomechanics (N-IMB-P)
Specialization
Biomechanics (BIO)
Composition of Committee
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda) prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen) prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen) doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen) doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen) doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportIng. Petr Marcián, Ph.D.
Grade proposed by supervisor: A
Reviewer’s reportIng. Jiří Valášek, Ph.D.
Grade proposed by reviewer: B
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová