Deformačně napěťová analýza femuru s vnitrodřeňovým hřebem a fixačními pásky

Abstract

Predkladaná diplomová práca sa zaoberá deformačne napäťovou analýzou femuru s aplikovaným vnútrodreňovým klincom a fixačnou páskou. Riešenie problému bolo uskutočnené na základe výpočtového modelovania. Výpočtový model pozostáva z modelu femuru, ktorého geometria bola vytvorená na základe CT dát, ďalej bol vytvorený model intramedulárneho klinca a fixačnej pásky na základe reálnych objektov. Bol vytvorený tiež model orientačného telesa s rovnakými charakteristickými rozmermi a materiálovými vlastnosťami ako analyzovaná stehenná kosť, na ktorom sa skúmal priamy vplyv fixačných pások na deformácia, respektíve posuv v mieste fraktúry femuru. Výsledný výpočtový model bol podrobený zaťaženiu vypočítanému na základe stoja na jednej dolnej končatine, čo simuluje reálny stav pri chôdzi človeka. Predpätie vytvorené vo fixačných páskach bolo simulované ochladením na hodnotu získanú analytickým výpočtom. Výsledná analýza bola realizovaná pomocou metódy konečných prvkov (MKP) v programovom prostredí ANSYS Workbench 14.5 . Zo získaných výsledkov je evidentné, že použitie fixačných pások v kombinácii s vnútrodreňovým klincom je efektívny krok pri liečení fraktúr tela stehennej kosti.

The presented Master’s Thesis aims at determining stress and strain analysis of femur with fracture fixed by intramedullary nail and cerclage cable. The one of the goals of this work was create computational model which will be able simulate problem. Computational model consist of model of femur , it’s geometry was created on basis of CT data, than there was created model of intramedullary nail and cerclage cable on a basis of real objects. In this work was created simply model of femur with the same material features and characteristic proportions as analyzed model of femur. On this model was investigated direct impact of cerclage cables on deformation, respectively displacement in a surroundings of femoral fracture. On a final model were applied the real loads conditions. Preload in a cerclage cable was simulated by cooling down to a temperature from analytical calculation. Concluding analysis was powered by Finite Element Method (FEM) applied in system ANSYS Workbench 14.5 . Due to a results of analysis, we could say that using cerclage cables in combination with intramedullary nail is an effective way for healing femoral shaft fractures.