XV. econ Konferencia ANSYS Felhasználói Találkozó. Koponya- és agysérülések biomechanikai vizsgálata ANSYS szoftverrel. Hazay Máté

Hasonló dokumentumok
XVII. econ Konferencia és ANSYS Felhasználói Találkozó

Kiválósági ösztöndíjjal támogatott kutatások az Építőmérnöki Karon c. előadóülés

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján. Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke

ANSYS alkalmazások a BME Hidak és Szerkezetek Tanszékén. Hidak és Szerkezetek Tanszéke

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

Acélszerkezetek korszerű tűzvédelmének néhány kérdése

II. rész: a rendszer felülvizsgálati stratégia kidolgozását támogató funkciói. Tóth László, Lenkeyné Biró Gyöngyvér, Kuczogi László

Acéllemezbe sajtolt nyírt kapcsolat kísérleti vizsgálata és numerikus modellezése

MEMS eszközök redukált rendű modellezése a Smart Systems Integration mesterképzésben Dr. Ender Ferenc

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Dr. Kalló Noémi. Termelés- és szolgáltatásmenedzsment. egyetemi adjunktus Menedzsment és Vállalatgazdaságtan Tanszék. Dr.

UTASMOZGÁS VIZSGÁLATA GÉPJÁRMŰVEK ÜTKÖZÉSÉNÉL

Korai vasbeton építmények tartószerkezeti biztonságának megítélése

FRÖCCSÖNTÉS SZIMULÁCIÓ A SZERKEZETI ANALÍZIS SZOLGÁLATÁBAN

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

A klímaváltozás hatása a tartószerkezetekre és az építési szabványokra

Az éghajlati modellek eredményeinek alkalmazhatósága hatásvizsgálatokban

Szemináriumi elıadás tavaszi félév

Tárgyszavak: poliuretánhab; bútorgyártás; kárpitozás; fémrugó helyettesítése; autógyártás; biztonság; energiaelnyelő hab; mechanizmus; HIC érték.

econ Engineering Kft.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

TŰZÁLLÓ TARTÓSZERKZETEK AZ ÉPÜLETGÉPÉSZETBEN. Hilti Épületgépész Konferencia

Új szerkezetek viselkedési tényezőjének meghatározása Acél trapézlemezes merevítőfal szeizmikus viselkedése

Magasépítési öszvérfödémek numerikus szimuláció alapú méretezése

Mágnesszelep analízise. IX. ANSYS felhasználói konferencia 2010 Előadja: Gráf Márton

Lövedékálló védőmellény megfelelőségének elemzése lenyomatmélységek (traumahatás) alapján

FÉLMEREV KAPCSOLATOK NUMERIKUS SZIMULÁCIÓJA

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 9. elıadás

KRITIKUS KÉRDÉS: ACÉL ELEMEK

A hatékony mérnöki tervezés eszközei és módszerei a gyakorlatban

Csővezetékekben lévő korróziós hibák veszélyességének értékelési rendszere

A tartószerkezeti méretezés módszereinek történeti fejlődése

A tartószerkezeti méretezés módszereinek történeti fejlődése

KöF kapcsolóberendezés végeselemes analízisei. Balázs Novák

Használhatósági határállapotok. Alakváltozások ellenőrzése

Rugalmasan ágyazott gerenda. Szép János

Trapézlemez gerincő tartók beroppanásvizsgálata

Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

KOGGM614 JÁRMŰIPARI KUTATÁS ÉS FEJLESZTÉS FOLYAMATA

Többváltozós lineáris regressziós modell feltételeinek

A Statisztika alapjai

A talajok összenyomódásának vizsgálata

Diplomamunkám felépítése

Tartószerkezetek modellezése

Dr. Szabó Bertalan. Hajlított, nyírt öszvértartók tervezése az Eurocode-dal összhangban

V É G E S E L E M M Ó D S Z E R M É R N Ö K I M E C H A N I K A I A L K A LM A Z Á S A I

Jellemző szelvények alagút

merevség engedékeny merev rugalmasság rugalmatlan rugalmas képlékenység nem képlékeny képlékeny alakíthatóság nem alakítható, törékeny alakítható

Balogh János gépészmérnök, műszaki menedzser MSc., vezető programkoordinációs szakértő 1

NRHT konferencia. Hosszú távú biztonsági modellezés. koncepcionális és számítási vonatkozások. Baksay Attila és Dankó Gyula, szeptember 17.

Többváltozós lineáris regressziós modell feltételeinek tesztelése I.

Mérnöki faszerkezetek korszerű statikai méretezése

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

FAM eszközök vizsgálatára vonatkozó szabványok felülvizsgálata

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok

KOPONYA-, ILLETVE SÚLYOS SÉRÜLTEK TRAUMÁHOZ KAPCSOLT KOAGULÓPÁTHIÁJÁNAK ÉS NEUROBIOMARKEREINEK VIZSGÁLATA. Vámos Zoltán, Ph.D.

Dr. Fekete Gusztáv. Témavezetők: Prof. Dr. M. Csizmadia Béla, CSc Prof. Dr. Patrick De Baets, PhD

Kovács Erzsébet. egyetemi tanár Budapesti Corvinus Egyetem május 19. Altenburger

ÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA

Szenzor- és méréstechnikai fejlesztések biomechanikai vizsgálatokhoz

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

A klímamodellek eredményei mint a hatásvizsgálatok kiindulási adatai

FELADAT LEÍRÁSA. A váz egyszerűsített geometria modelljét az alábbi ábra szemlélteti.

Toronymerevítık mechanikai szempontból

Szilárd testek rugalmassága

AS-i illesztő-tápegység Pick-to Light rendszerekhez. Kábel keresztmetszet

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Kvantitatív módszerek

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

A projekt keretében elkészült tananyagok:

Kosztyán Zsolt Tibor Katona Attila Imre

AGYMŰTÉT VÉGESELEMES MODELLEZÉSE

Regressziós vizsgálatok

Cölöpcsoport elmozdulásai és méretezése

Működési kockázatkezelés fejlesztése a CIB Bankban. IT Kockázatkezelési konferencia Kállai Zoltán, Mogyorósi Zoltán

MARINKÓ ÁDÁM RJCTW8 TDK DOKUMENTÁCIÓ 2015

(Independence, dependence, random variables)

ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszék GAZDASÁGSTATISZTIKA. Készítette: Bíró Anikó. Szakmai felelős: Bíró Anikó június

Transzformátor, Mérőtranszformátor Állapot Tényező szakértői rendszer Vörös Csaba Tarcsa Dániel Németh Bálint Csépes Gusztáv

Termelés- és szolgáltatásmenedzsment

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

Mozgásmodellezés. Lukovszki Csaba. Navigációs és helyalapú szolgáltatások és alkalmazások (VITMMA07)

Méréselmélet és mérőrendszerek

Első sajátfrekvencia meghatározása vasúti fékpaneleknél XIV. ANSYS Konferencia Budaörs,

Fröccsöntött alkatrészek végeselemes modellezése. Szőcs András. Budapest, IV. 29.

Modellezési Kockázat. Kereskedelmi Banki Kockázatmodellezés. Molnár Márton Modellezési Vezető (Kockázatkezelés)

Matematikai statisztika c. tárgy oktatásának célja és tematikája

Alkalmazott statisztika feladatok

Fa- és Acélszerkezetek I. 1. Előadás Bevezetés. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

Megoldások. ξ jelölje az első meghibásodásig eltelt időt. Akkor ξ N(6, 4; 2, 3) normális eloszlású P (ξ

Turai Péter 1 Dr. Nagy László 2 Dr. Takács Attila 3

Az ISO Cél: funkcionális biztonság kizárva az elektromos áramütés, tűz stb. veszélyeztetések

Diszkriminancia-analízis

Átírás:

XV. econ Konferencia ANSYS Felhasználói Találkozó Koponya- és agysérülések biomechanikai vizsgálata ANSYS szoftverrel Hazay Máté Tudományos segédmunkatárs BME, Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék Témavezető: Dr. Bojtár Imre, egyetemi tanár 1/16

1 Bevezetés Agysérülések biomechanikája, korábbi és jelenlegi kutatási irányzatok. 2 Végeselemes modell Modell bemutatása, importálása és használata ANSYS környezetben. TARTALOM 3 Megbízhatósági analízis Végeselemes modellezés, output változók alkalmazása. 4 Példa Egyszerű példa a megbízhatósági analízis keretrendszerének illusztrálására. 2/16

BEVEZETÉS 3/16

Az agysérülések biomechanikája, korábbi vizsgálatok tanulsága Cél: Az orvosi és mérnöki tudás felhasználásával a sérülések megelőzése. Alkalmazott módszertan: 1. A különféle károsodási mechanizmusok azonosítása és leírása, 2. az embert érő mechanikai hatások meghatározása, 3. toleranciaértékek (küszöbértékek) felvétele, 4. a biztonság meghatározása. Head Injury Criteria (HIC) : ez a skála a lineáris gyorsulások időszerinti integrálját veszi figyelembe. 1972-ben adaptálta a Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) és azóta is világszerte ezt használják az autók tervezésekor! [2] HIC kritikája: a megfigyelések és az előrejelzések között csak kicsi korreláció látható. [1] 4/16

Jelenlegi kutatási irányzatok output változók vizsgálata: Kleiven: 58 NFL sérülés alapján megvizsgálta, hogy milyen függő (output) változók használatával célszerű kritériumot definiálni. [3] Post: hosszan tartó tünetekkel járó agyrázkódás vizsgálata rekonstruálással. [4] Ez egy törékenységi görbe, bár itt kizárólag a mediánérték meghatározására szolgál. [3] Determinisztikus értékelési mód elvetése, a számításokat valószínűségelméleti alapon kell elvégezni! 5/16

Horgan & Gilchrist [5-6]: University College Dublin Brain Trauma Model (UCDBTM) VÉGESELEMES MODELL 6/16

Végeselemes modellezés [7] Nagyagy Koponyacsont (testelemek) Agyvíz (testelemek SOLID185) Nagyagy (testelemek) Agytörzs (testelemek) Agyvíz modellezése: Nagyon magas térfogati modulussal, nagyon alacsony nyírási modulussal. Kisagy (testelemek) Agyszövetek modellezése: Nemlineáris viszkoelasztikus anyagmodellel (nagy alakváltozások figyelembevételével). 7/16

Végeselemes modellezés Skalp (héjelemek) [8] Dura (héjelemek) Összesen: 26327 db elem. Pia (héjelemek SHELL181) 8/16

Fájlok importálása és használata MSC Patran fájl importálása Workbench-be: Inputfájl kinyerése Workbench-ből: APDL fájl importálása Workbench-be: 9/16

MEGBÍZHATÓSÁGI ANALÍZIS 10/16

Javaslat: output változók vizsgálata teljes valószínűségi módszerrel Bizonytalanságok figyelembevétele: valószínűségi változók alkalmazásával! Tönkremenetel definiálása: határállapot-függvényekkel! Cél: HIC skála output változókkal és valószínűségelméleti módszerrel történő felülvizsgálata. Tönkremenetel definiálása Valószínűségi változók definiálása FORM módszer: [9] Sérülékenységi görbe (feltételes tönkremeneteli valószínűség): Meghatározása megbízhatósági analízissel. 11/16

Változó Jelölés Várható érték Relatív szórás Eloszlás Rugalmassági modulus E 210 GPa 0,2 Lognormális Erő F 100 MN 0,2 Normális Megengedett megnyúlás ILLUSZTRÁLÓ PÉLDA UR 60 mm 0,2 Lognormális Határállapot-függvény: g = UR-UYmax 12/16

Megbízhatósági analízis végrehajtása Valószínűségi változók adott realizációjának betöltése input fájlba: fid=fopen('sajatrudapdl20parainput.mac','w'); fprintf(fid,'sajatrudapdl20input,%8.3f',e); fprintf(fid,',%8.3f',f); sajatrudapdl20input,arg1,arg2 E=ARG1 MP,EX,1,E, MP,NUXY,1,0.3, Változók adott realizációi [0.]: Iteráció kezdőpontjának választása X valószínűségi változók adott észlelései Újabb iterációs lépés: ANSYS meghívása és input fájl lefuttatása MATLABBÓL:!"C:\Program Files\ANSYS Inc\v150\ANSYS\bin\winx64\ANSYS150.exe" -b - i sajatrudapdl20parainput.mac -o rudoutput.txt [1.]: Mechanikai modell: feszültségek és alakváltozások meghatározása. [2.]: Megbízhatósági modell: Kísérlet kiértékelése β és PF meghatározása. Határállapot fv. kiértékelése: g = UR-UYmax Eredmény kinyerése output fájlba: load sajatout.txt UYmax=max(sajatout(:,2)) 13/16

Megbízhatósági analízis keretrendszerének illusztrálása A tönkremeneteli valószínűség: P F 0,5741 0, 283 14/16

Hivatkozások 1. Prasad, P. & Mertz, H. (1985). The Position of the United States Delegation to the ISO Working Group 6 on the Use fo HIC in the Automotive Environment. SAE Government/Industry Meeting and Exposition, SAE paper no. 851246. 2. Prasad, P. (2015). Injury Criteria and Motor Vehicle Regulations: Yoganandan, N.: Accidental Injury: Biomechanics and Prevention. 3. Kleiven, S., (2007). Predictors for traumatic brain injuries evaluated through accident reconstruction. Stapp Car Crash Journal 51, 81-114. 4. Post, A., Kendall, M., Koncan, D., Cournoyer, J., Hoshizaki, T.B., Gilchrist, M.D., Brien, S., Cusimano, M.D. & Marshall, S. (2015). Journal of the Biomechanical Behavior of Biomedical Materials 41, 325-335. 5. Horgan, T.J. & Gilchrist, M.D. (2003). The creation of three-dimensional finite element models for simulating head impact biomechanics. IJCrash 8(4), 353-366. 6. Horgan, T.J. & Gilchrist, M.D. (2004). Influence of FE model variability in predicting brain motion and intracranial pressure changes in head impact simulations. IJCrash 9(4), 401-418. 7. http://medgraphik.com/portfolio-item/head-sagittal-view/ 8. http://antranik.org/protection-for-the-brain-meninges-csf-blood-brain-barrier/ 9. Mertz, H.J. & Irwin, A.L. (2015). Anthropoorphic Test Devices and Injury Risk Assessments. In the book: Yoganandan, N.: Accidental Injury: Biomechanics and Prevention. 15/16

Köszönöm a figyelmet! 16/16