Geri Dön

A Two dimensional dynamic model simulation of human knee joint

İnsan diz ekleminin iki boyutlu dinamik bir model ile simülasyonu

  1. Tez No: 47452
  2. Yazar: HALUK KÜÇÜK
  3. Danışmanlar: PROF.DR. OSMAN S. TÜRKAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Biyomekanik, Diz eklemi, Biomechanics, Knee joint
  7. Yıl: 1995
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

ÖZET Bu projede, insan diz eklemi için iki boyutlu anatomik bir model geliştirilmiş, modelin dış kuvvetler altındaki davranışı incelenmiş ve sonuçlar literatürdeki sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Eklem temas yüzeyleri yüksek dereceden bir polinom ve dairesel bir ark ile temsil edilmiştir. Bu sayede, literatürdeki pek çok çalışmadan farklı olarak, belli bir bükülme açısıyla sınırlı olmayan bir model geliştirmek amaçlanmıştır. Non-lineer diferansiyel hareket denklemleri ve geometrik kısıt denklemi beraber, sayısal olarak çözülmüştür. Sayısal çözüm için, Runge Kutta-4 iterasyon yöntemi kullanılmıştır. Dizin kapanma (flexion) hareketinde önce Ön Çapraz Bağ (ÖÇB), Dış Yan Bağ (DYB) ve tç Yan Bağ (İYB) yük taşımakta, fakat daha sonra sadece ÖÇB yük taşımaktadır. Arka Çapraz Bağ (AÇB), hiç yük taşımamaktadır. Kapanma hareketi boyunca ÖÇB diğer bağlara göre daha fazla yük taşımaktadır. Dış kuvvetin şiddeti arttıkça temas kuvveti izafi olarak azalmaktadır. Dizin açılma (extension) hareketinde ise tüm bağlar yük taşımaktadır. Temas kuvveti ise sürekli artmaktadır. Model, bağlar için farklı yük taşıma karakteristiği, farklı yüzey profilleri gibi gelişmelere açıktır. Bu çalışmanın 3 boyutlu bir model oluşturulmasına ışık tutması ve sonuçların klinisyenlere yardımcı olması temenni edilmektedir.

Özet (Çeviri)

IV ABSTRACT In this project a two dimensional simple dynamic anatomical model of the human knee joint is developed from previous works. The behaviour of the model under external pulsing force is simulated and the results are discussed with those in the literature. To accomplish the project, the articulating two surfaces are represented by a higher order polynomial of a circular arc in order to obtain a model which is not limited to 55 degrees of knee flexion angle as in most of the models in the literature. The knee joint ligaments and the capsular tissue posterior to them are approximated by nonlinear springs. Constitutive relation for spring force consists of parabolic and linear regions. The nonlinear differential equations of motion and the equation representing the geometric constraint are solved numerically using Runge Kutta 4th order scheme. During start-up of flexion Anterior Cruciate Ligament (ACL), Medial Collateral Ligament (MCL) and Lateral Collateral Ligament (LCL) carry the load, but later only ACL carries load. Posterior Cruciate Ligament (PCL) carries no load at all. ACL carries relatively large forces at all flexion angles. As the pulse amplitude is increased maximum contact force decreases relative to that of a smaller amplitude force. During extension, all ligaments carry force in contrary to flexion. During the whole extension motion, contact force increases. The mathematical model and the computer code can be improved further by considering different ligament representations, profile representations, different insertion coordinates for ligaments. The model and the program can help the development of a 3-D model analysis.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    769310

    Learning to walk on a human musculoskeletal system with powered prostheses

    Aktif protezli insan kas-iskelet sisteminde yürüme öğrenmesi

    İBRAHİM HAKKI DURMUŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN

  2. Tez No

    35515

    Two- dimensional biodynamic model of the human lower extremity

    İnsan alt extremitesinin iki boyutlu biyodinamik modeli

    XİSHİ WANG

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1994

    Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURİ AKKAŞ

  3. Tez No

    323978

    İki ayaklı yürüyen robot tasarımı ve prototip imalatı

    Design and contruction of 12 dof biped robot

    ALPER GERÇEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ

    YRD. DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  4. Tez No

    989955

    Proksimal ve distal interfalangeal eklemli robotik elin üç boyutlu tasarımı ve pıd kontrolü

    Three-dimensional design and pid control of a robotic hand with proximal and distal interphalangeal joints

    LEYLA ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Mekatronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET AYDIN

  5. Tez No

    904448

    Özel bir piston ve kilit mekanizmasına sahip yüksek başlangıç ivmeli göğüs kompresyon cihazının tasarımı, simülasyonu ve üretimi

    Design, simulation, and fabrication of a high initial acceleration automatic chest compression device with a special piston and locking mechanism

    AHMET KAĞIZMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VOLKAN SEZER

Geri Dön