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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».