A Two dimensional dynamic model simulation of human knee joint
İnsan diz ekleminin iki boyutlu dinamik bir model ile simülasyonu
- Tez No: 47452
- Danışmanlar: PROF.DR. OSMAN S. TÜRKAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 55
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
- 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
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN
- Two- dimensional biodynamic model of the human lower extremity
İnsan alt extremitesinin iki boyutlu biyodinamik modeli
XİSHİ WANG
Doktora
İngilizce
1994
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ AKKAŞ
- İki ayaklı yürüyen robot tasarımı ve prototip imalatı
Design and contruction of 12 dof biped robot
ALPER GERÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
YRD. DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Hava aracı modeli ve uçuş kontrol sistemi tasarımı
Aircraft model and flight control system design
UMMAHAN KIRIZ ATAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
- The use of simple inertial formulation of the shallow water equations in 2-D flood inundation modeling
2 boyutlu taşkın yayılımı modellemesinde sığ su denklemlerinin basit eylemsizlik formülasyonunun kullanılması
ARTUR NİMAEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVDA ZUHAL AKYÜREK