In English

SD2450 Biomekanik och neuronik 6,0 hp

Biomechanics and Neuronics

Biomekanik med fokusering på det centrala nervsystemet (teknisk neuronik)

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå

  • Kursnivå (A-D)

    D

  • Huvudområde

    Maskinteknik

  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT12 för programstuderande

HT13 för programstuderande

Lärandemål

Att ge studenterna en inblick i grundläggande anatomi, biologiska material, implantatmaterial och deras egenskaper. Att ge kunskaper om skademekanismer i särskilt centrala nervsystemets vävnader samt skadekriterier för prediktering av skador och toleransnivåer till följd av yttre våld. Vidare att ge kunskaper om hur datorbaserade beräkningsmodeller kan användas för att beräkna deformationer, töjningar och spänningar i biologisk vävnad med syfte att prediktera skada/instabilitet hos den biologiska vävnaden.

Efter fullgjord kurs förväntas deltagarna kunna:

  • Beskriva människans anatomi och det centrala nervsystemets funktion.
  • Beskriva mänskliga vävnaders uppbyggnadskomponenter och deras mekaniska egenskaper.
  • Förklara mänskliga vävnaders mekaniska egenskaper baserat på dets uppbyggnad, ändamål och uppbyggnadsmaterialets struktur.
  • Härleda enkla viskoelastiska modeller och beskriva hur mer komplexa modeller kan tas fram.
  • Diskutera och jämföra biomaterial av polymer, metaller och keramik baserat på deras egenskaper och föreslå passande användningsområde.
  • Föreslå val av design och material för ett lastbärande implantat baserat på dets funktion och last.
  • Förklara dom fundamentala teorierna och rörelseekvationerna bakom statisk och dynamisk finit element analys (FEA).
  • Genomföra en dynamisk FEA och utvärdera resultatets tillförlitighet.
  • Göra en olycksanalys och prediktera skada samt föreslå skyddsåtgärder.
  • Beskriva energiabsorberande material och diskutera hur dessa kan användas för att skydda människan, t.ex. i hjälmars design.

Kursens huvudsakliga innehåll

Grundläggande anatomi och fysiologi. Mekaniska egenskaper hos biologiska material. Implantat. Numerisk modellering av biologisk vävnad, särskilt hjärna och halsrygg. Skademekanismer och skadekriterier.

Behörighet

Basprogram BD, M, P, T, eller motsvarande. Grundläggande kunskaper i hållfasthetslära (t.ex. SE1010, SE1020 eller SE1055) är nödvändigt och baskunskaper i FEM (t.ex. SD2411, SE1025, SG2850 eller DN2260) rekommenderas.

Litteratur

Kurskompendium och utvalda avsnitt från: Nahum,, A. M. and Melvin, J. W. 1993. Accidental Injury – Biomechanics and Prevention. Springer Verlag, New York Inc.

Examination

  • LABA - Laboration, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • TENA - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Godkänd experimentell laboration och övningsuppgifter (LABA; 3 hp), studiebesök och skriftlig tentamen (TENA; 3 hp).

Ges av

SCI/Farkost och flyg

Examinator

Svein Kleiven, sveink@kth.se, tel. 790 6448

Övrig information

Nästa kurstillfälle ges HT2011.

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT08.
Examinationsinformation giltig från och med HT07.