Mnohé materiály používané ve farmaceutické praxi a také mnohé biologické materiály stojí svými mechanickými vlastnostmi mezi pevnými pružnými tělesy a kapalinami. Tyto materiály nazýváme viskoelastické látky. Pro popis mechanických vlastností viskoelastických materiálů nevystačíme s metodikami, které poskytuje klasická teorie pružnosti a pevnosti či hydromechanika, a používáme obecnějšího aparátu, který vychází z reologie. Jako charakteristiky obsahující informace o mechanickém chování viskoelastických těles se v reologii nejčastěji používají křivky toku. Křivky toku poskytují bezprostředně informace o mechanických vlastnostech studovaných materiálů, pro podrobnější analýzu je třeba nalézt vhodný reologický model a určit jeho parametry. Běžně používané metody identifikace a odhadu pareimetrů reologických modelů nejsou dostatečně obecné a nevyužívají plně informací, které lze z křivek toku získat. Obecnou a plně propracovanou metodiku poskytuje teorie identifikace systémů. Spolu s využitím matematického aparátu, vycházejícího z Laplaceovy transformace, lze odvodit relativně jednoduchou a prakticky aplikovatelnou metodiku, umožňující plně využít informace, které obsahují křivky toku. Tato práce obsahuje v prvních dvou kapitolách analýzu současného stavu v oblasti vytváření reologických modelů. Hlavním přínosem práce je přehled teoretického aparátu po identifikaci a výpočet prvků modelů reologických systémů včetně příkladu, na němž je demonstrována praktická aplikace metodiky. V závěru je uveden obecný návod praktického postupu.

The methodology of description and quantification of mechanical properties of visco-elastic materials is particularly important for drug production as well as for pharmaceutical applications. Of similar importance is this methodology for biomechanics and other biological disciplines, as many biological materials belong to the category of visco-elastic bodies. Methods derived from the theory of elastic bodies or hydrodynamics are not adequate for the quantification of mechanical properties of these materials. Application of more general rheological methods is necessary in these cases. In rheology, the so-called creep curves are most frequently used as a source of information on the mechanical behavior of visco-elastic materials. Further, for more exact analysis, rheological models are often derived from the creep curves. Classical methods of identification and parameter estimation of rheological models are not sufficiently general and do not derive all information involved in creep curves. A significant contribution is the application of the general theory of systems, theory of system identification, and mathematical methodology of Laplace transformation to this field. Practical application of these methods is often relatively simple. The paper presents the necessary theoretical background and a practical guide for utilization of this methodology.

Katedra biofyziky a fyzikální chemie Farmaceutické fakulty UK Hradec Králové

Rheological properties of visco-elastic materials: model identification and parameter estimation

Reologické vlastnosti viskoelastických těles - identifikace modelů a odhad parametrů = Rheological properties of visco-elastic materials: model identification and parameter estimation /

Rheological properties of visco-elastic materials: model identification and parameter estimation /

Lit: 28

Souhrn: eng