Численный анализ прочности и жесткости биомеханической системы «кость - аппарат»


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучено влияние различных факторов (условий) на величину прочности и жесткости биомеханической системы «кость - аппарат» при применении внеочагового стержневого остеосинтеза в случаях переломов длинных трубчатых костей. Приведено решение задачи определения устойчивости рассматриваемой биомеханической системы, в которой взаимодействие «кость - аппарат» представлено в виде упругой системы, состоящей из двух абсолютно жестких звеньев (сломанная кость), связанных между собой упруго деформируемыми элементами (аппарат с титановыми стержнями), имеющей одну (изгибную) степень свободы. На основании уравнения, полученного в ходе решения задачи, были определены факторы, оказывающие влияние на прочностные характеристики стержня. Проведенное моделирование зависимости прочностных характеристик стержня от массы тела человека (нагрузки), длины стержня и угла внедрения нагелей к продольной оси кости, в виде полного факторного эксперимента, позволило проанализировать значимость их влияния. Численный анализ зависимости P = f (0, C, l) показал, что наибольшее влияние на выходной параметр P (нагрузка) оказывает С (коэффициент жесткости). Значимость воздействия этого фактора превышает значимость воздействия 0 и l примерно в 6 и 2,6 раза соответственно. Результаты работы основаны на выполненных ранее научно-теоретических исследованиях прочности и устойчивости системы «кость - аппарат», лабораторных и практических результатах.

Об авторах

Р П Матвеев

Северный государственный медицинский университет

Email: natali.RM@mail.ru
доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и военной хирургии 163000, г. Архангельск, пр. Троицкий, д. 51

Б В Лабудин

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

г. Архангельск

В С Морозов

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

г. Архангельск

А О Орлов

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

г. Архангельск

Список литературы

  1. Матвеев Р.П., Лабудин Б.В., Морозов В.С., Орлов А.О. Численный анализ прочности и жесткости биомеханической системы «кость - аппарат» // Экология человека. 2017. № 4. С. 58-64
  2. Устройство для репозиции и фиксации фрагментов кости: пат. 1454429 СССР, № А 61 В 17/58; заявл. 30.05.86; опубл. 30.01.89. Бюл. № 4.
  3. Анкин Л.Н., Анкин Н.А. Отсроченный внутренний остеосинтез при лечении огнестрельных переломов // Ортопедия, травматология и протезирование. 2012. № 2. С. 114-118.
  4. Безухое Н.И., Лужин О.В., Колкунов Н.В. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах. М.: Стройиздат, 1969. 424 с.
  5. Бейдик О.В., Афанасьев Д.В., Левченко К.К., Марков Д.А., Ван Кай. Лечение переломов диафиза бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа // Гений ортопедии. 2007. № 2. С. 67-70.
  6. Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н., Третьяков С.И., Жабин В.И. Планирование эксперимента в примерах и расчетах: учеб. пособие. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. 126 с.
  7. Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956. 600 с.
  8. Бондаренко А.В., Смазнев К.В., Печений С.А. Чрескостный остеосинтез повреждений таза и вертлужной впадины при политравме // Гений ортопедии. 2006. № 3. С. 45-51.
  9. Джанелидзе Г.Ю., Пановко Я.Г. Статика упругих тонкостенных стержней. Л.; М.: ОГИЗ Гостехиздат, 1948. 208 с.
  10. Клюшин Н.М., Шляхов В.И., Злобин А.В., Бурнашов С.И., Чакушин Б.Э., Абабков Ю.В., Михайлов А.Г. Чрескостный остеосинтез при лечении остеомиелита длинных костей верхней конечности // Гений ортопедии. 2010. № 4. С. 45-50.
  11. Кобелев И.А., Виноградов В.Г. Компьютерное моделирование и конструирование стержневого аппарата внешней фиксации для остеосинтеза внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости // Врач-аспирант. 2012. № 1.3 (50). С. 418-423.
  12. Крюков В.Н. Механика и морфология переломов. М.: Медицина, 1986. 160 с.
  13. Лабудин Б.В., Санжаровский Р. С., Матвеев Р.П. Устойчивость сжато-изогнутых стержней, усиленных титановыми элементами // Лесной журнал. 2006. № 3. С. 145-150.
  14. Матвеев Р.П., Медведев Г.М., Гудков А.Б. Возрастно-половая и социальная характеристики пострадавших с политравмой в областном центре северного региона в динамике за 20 лет // Экология человека. 2006. № 1. С. 52-54.
  15. Матвеев Р.П., Лабудин Б.В. Дистракционный удлиняющий остеосинтез бедра внеочаговым стержневым аппаратом и его технические решения // Строительная наука - XXI век: теория, образование, практика, инновации северо-арктическому региону: сб. трудов международной научно-технической конференции. Архангельск, 2830 июня, 2016. С. 182-188.
  16. Матвеев Р.П., Лабудин Б.В., Санжаровский Р.С. Внеочаговый стержневой остеосинтез при диафизарных переломах бедра и их последствий // Строительная наука - XXI век: теория, образование, практика, инновации северо-арктическому региону: сб. трудов международной научно-технической конференции. Архангельск. 28-30 июня, 2015. С. 211-218.
  17. Нелин Н.И., Артемьев А.А., Семенистый А.Ю., Ивашкин А.Н., Пешехонов Э.В., Григорян Б.С., Бессараб М.С., Нахаев В.В., Смирнов Л.В. Малоинвазивный остеосинтез длинных трубчатых костей у пострадавших с множественными переломами // Военно-медицинский журнал. 2009. № 12. С. 41-43.
  18. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем: современные концепции, парадоксы и ошибки. 4-е изд., перераб. М.: Наука, 1987. 352 с.
  19. Подрушняк Е.П., Суслов Е.Н. Методы исследования костной системы. Киев: Здоров>я, 1975. 122 с.
  20. Санжаровский Р.С. Устойчивость элементов строительных конструкций при ползучести. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. 280 с.
  21. Санжаровский Р.С., Вареник А.С., Вареник К.А. Устойчивость сжатых деревянных конструкций с учетом мгновенной нелинейности и нелинейной ползучести // Научное обозрение. 2014. № 8 (2). С. 572-575.
  22. Справочник конструктора-машиностроителя / под ред. В.И. Анурьева. М.: Машиностроение, 1982. Т. 1. 650 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Экология человека, 2017


 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).