Висвітлено особливості інформаційних технологій комп'ютерної підтримки логістичного супроводження для автоматизованих інженерних розрахунків у машинобудуванні та комп'терних систем інженерного аналізу конструкцій. Наведено характеристику систем комп'ютерної підтримки проектування, виробництва, інженерних розрахунків та універсальних і спеціалізованих програм інженерного аналізу конструкцій методом скінченних елементів.

Освещены особенности информационных технологий компьютерной поддержки логистического сопровождения для автоматизированных инженерных расчетов в машиностроении и компьютерных систем инженерного анализа конструкций. Приведена характеристика систем компьютерной поддержки проектирования, производства, инженерных расчетов, универсальных и специализированных программ инженерного анализа конструкций методом конечных элементов.

Розглянуто вивід рівнянь динамічної рівноваги літальних апаратів з урахуванням деформування їх конструктивних елементів. Дані рівняння складають основу математичної моделі пружної динаміки корпусу головного обтічника (ГО) у процесі польоту ракетоносія і відділення стулок ГО.

Запропоновано методику розрахунку жорсткісних та інерційно-масових характеристик досить складних елементів конструкцій аерокосмічної галузі на підставі гладких оболонкових апроксимацій з підкріпленнями. Алгоритм розрахунку побудовано на базі методу скінченних елементів, а його застосування показано для визначення названих характеристик, підкріплених шпангоутами та стрингерами оболонок головного обтічника ракети-носія типу "Циклон-4". Порівняльний аналіз динамічних характеристик (власних частот і форм коливань) виконано для типового фрагменту циліндричної оболонки вафельного типу обтічника ракети-носія та її адекватної розрахункової схеми. Методику запропоновано для практичного використання під час дослідження пружної динаміки елементів головного обтічника ракети-носія та оптимізації їх конструктивно-технологічних параметрів.

Запропоновано новий метод визначення нестаціонарного нелінійного електротермомеханічного (ЕТМ) стану сполучених неоднорідних тіл з електропровідними та діелектричними властивостями, які деформуються та можуть рухатись за експлуатаційних навантажень. Розроблено ефективну методику побудови математичних моделей у формі крайової задачі механіки деформованого твердого тіла з урахуванням ЕТМ зв'язності, скінченних переміщень та малих деформацій, фізичної нелінійності та фазових перетворень матеріалів, контактної взаємодії та присутності жорсткісних зв'язків. На єдиній науково-методологічній основі створено нові методи, алгоритм та програмне забезпечення для розрахунку ЕТМ стану сполучених деформованих тіл, орієнтовані на вирішення проблем проектування та створення нової техніки та прогресивних технологій. Одержано нові дані щодо електромеханічної навантаженості та міцності високовольтних ізоляційних конструкцій. Досліджено ЕТМ стан моделей різних за сполученими парами матеріалів високошвидкісної триботехнічної системи "рельсовий прискорювач" за імпульсного навантаження електричним струмом. Встановлено закономірності зміни термомеханічного стану ріжучого інструменту в процесі алмазного точіння виробів з титанових сплавів.

Наведено результати математичного моделювання напружено-деформованого стану нижньої щелепи з використанням вдосконаленої тривимірної звичайно-елементної моделі. Для точного відтворення геометричної форми та структурної неоднорідності кістки використано дані, одержані під час комп'ютерної томографії. Вивчено розподіл напруги та деформацій у різних відділах нижньої щелепи за допомогою запропонованих розрахункових моделей.

Мета дослідження - створення стандартизованої схеми навантаження верхнього зубного ряду, яка б адекватно відтворювала жувальний тиск і могла б застосовуватися для створення комп'ютерних імітаційних моделей кісток середньої зони обличчя (КСЗО). Для цього було створено 9 імітаційних моделей КСЗО на основі комп'ютерної томографії 9 пацієнтів із нормально сформованим лицевим черепом. Розроблено та випробувано оригінальну схему навантаження верхнього зубного ряду. Одержано адекватні результати розподілу навантажень у межах КСЗО, що підтверджуються низкою джерел літератури та доводять доцільність розробленої схеми.

Представлено сучасні можливості застосування методів комп'ютерного моделювання, зокрема, CAD/CAM/CAE технологій в плануванні остеосинтезу та визначенні режимів функціонального навантаження у пацієнтів за травматичного перелому нижньої щелепи. Віртуальні моделі систем фіксатор - кістка, створені на основі аналізу даних спіральної комп'ютерної томографії та функціональних методів дослідження, з високим рівнем точності відображували анатомічні особливості жувальної системи пацієнтів, неоднорідні фізико-механічні властивості кісткової тканини уламків та умови функціонального навантаження під час змикання зубів. Математичні обчислення, проведені на моделях, дозволили оцінити величину і характер розподілу локального напруження й деформації, що виникали в елементах системи, та оцінити її жорсткість і надійність в умовах жувального навантаження. Модельні розрахунки брали до уваги під час вибору режимів реабілітації хворих у посттравматичному періоді. Клінічні дослідження, проведені в найближчі та віддалені строки після операції, підтвердили достовірність модельних розрахунків та можливість застосування методу під час прийняття рішень у складних, нетипових клінічних ситуаціях.

Зазначено, що основним елементом трубопровідної конструкції є труба. Розглянуто випадок труби із наскрізною коловою тріщиною різних розмірів та різним відношенням середнього радіуса до товщини стінки труби. Особливістю роботи, що виділяє її від існуючих підходів, є розгляд комбінованого навантаження тиском, силою та поперечним моментом, що відповідає практичним потребам. Розкрито еволюцію методів течії перед руйнуванням та проведено аналіз існуючих методів визначення граничного навантаження (limit load). Увагу приділено застосуванню програмного комплексу Abaqus, побудованому на теорії методу скінченних елементів, за допомогою якого проведено порівняння результатів аналітичних методів із числовими розв'язками в системі Abaqus v.6.11 (ліцензія Фрайбурського університету "ІВМ"). Великої уваги заслуговує безпосередньо огляд аналітичних методів. Надано обгрунтований аналіз та виділено суттєві переваги одних методів над іншими.

Наведено результати імітаційного математичного моделювання напружено-деформованого стану нижньої щелепи з використанням удосконаленої тривимірної скінченноелементної моделі. Для точного відтворення геометричної форми і структурної неоднорідності кістки використано дані щодо її щільності, одержані під час проведення комп'ютерної томографії. Побудовані геометричні об'єми в імітаційній моделі нижньої щелепи відповідали губчастому і кортикальному шарам кістки нижньої щелепи. Для спрощення дослідження структури пружних констант анізотропного неоднорідного тіла кістки керувалися апріорними даними щодо характеристик жорсткості її кортикального шару. Напрямок осей пружної симетрії задавали по векторах розміщення остеонів кортикального шару. Під час вивчення впливу анізотропії та неоднорідності фізичної моделі кістки її механічні властивості розглядали як лінійно ортотропні для кожного дискретного кусково-однорідного об'єму моделі тіла щелепи з трьома взаємно ортогональними площинами симетрії в декартовій системі координат. Визначення значень тензора пружних констант анізотропного тіла в кожному локальному об'ємі проведено в локальній системі декартових координат за фактичними даними випробувань матеріалів зразків щелепи для модулів пружності і коефіцієнта поперечної деформації уздовж лінії розміщення остеонів кортикальної кістки. Відтворення сил і напрямку дії жувальних м'язів в імітаційній моделі проводили за даними гнатодинамометрії. Вивчено вплив анізотропії та неоднорідності фізичної моделі кісткової тканини на розподіл напружень і деформацій у різних частинах нижньої щелепи. Одержані результати зіставлено з даними натурних експериментів і раніше запропонованих розрахункових моделей щелепи. Розроблено рекомендації для побудови адекватних імітаційних моделей напружено-деформованого стану нижньої щелепи людини, які застосовуються в щелепно-лицевій хірургії.

Розглянуто сучасні можливості імітаційного комп'ютерного моделювання (ІКМ) біологічних об'єктів та інноваційні розробки в галузі CAD/CCAM/CAE-технологій медичного призначення. Наведено основні методологічні підходи до моделювання структур щелепно-лицьової ділянки та різномінітних лікувальних пристроїв з урахуванням останніх досягнень біомеханіки та сучасних поглядів на структурну організацію, фізико-механічні та біологічні властивості кісткової тканини щелеп. Описано алгоритми застосування різних типів моделей під час проведення фундаментальних і прикладних досліджень у галузі біомеханіки та щелепно-лицьової хірургії. Наведено методики створення індивідуальних комп'ютерних моделей, призначених для вирішення завдань оптимізації в складних клінічних випадках. Зазначено, що імітаційне комп'ютерне моделювання є новим перспективним напрямком сучасної медицини та біомеханіки. що стрімко розвивається. Подальше удосконалення програмного забезпечення, поглиблення теоретичних уявлень про закономірності функціонування біологічних тканин та їх властивості в найближчому майбутньому сприятимуть збільшенню точності та вірогідності імітаційних комп'ютерних моделей напружено-деформованого стану, а також зменшенню затрат часу та коштів на їх виготовлення, що в свою чергу збільшить можливості застосування методу під час проведення наукових медичних досліджень і в повсякденній клінічній практиці.

Розглянуто граничні стани труб із наскрізною коловою тріщиною різних розмірів та співвідношень середнього радіуса до товщини її стінки під час дії комбінованого навантаження тиском, силою та поперечним моментом, що відповідає практичним потребам підприємств енергетичного профілю. Розкрито еволюцію методів розрахунку пружно-пластичного руйнування труби із тріщиною перед руйнуванням. Приведено класифікацію методів визначення граничного стану труб із тріщинами. Надано обгрунтований аналіз існуючих методик визначення J-інтегралу та рефересних напружень, виділено суттєві переваги одних методів над іншими. В числових розв'язках задач механіки руйнування для труб із наскрізною коловою тріщиною за умов граничного навантаження застосовано програмний комплекс Abaqus v.6.10 за ліцензією Фрайбурського університету. Приведено результати розрахунків J-інтегралу для двох типів труб із наскрізними тріщинами за 12-ма різними методиками, що застосовуються у провідних країнах світу. Приведені дані одержано для граничного стану труби під час однофакторного навантаження згинаючим моментом, а також у разі одночасної дії внутрішнього тиску і згинаючого моменту.

Індекс рубрикатора НБУВ: Р668.62

Рубрики:

Зубне протезування і протези

Шифр НБУВ: Ж70307 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Р661.210.122-29

Рубрики:

Пародонтит

Шифр НБУВ: Ж70307 Пошук видання у каталогах НБУВ 

За силового навантаження біомеханічної системи "кістка - міні - імплантат" зона концентрації напружень не залежить від типу конструкції міні-імплантату та розташована в ділянці деформацій стиску середовища кортикальної кістки щелепи. Виявлено, що чим більша товщина кортикального шару кістки, тим більше навантаження може витримати система "кістка - міні - імплантат".

Співвідношення різних механічних властивостей субхондральної кістки, менісків, суглобового хряща ділянки колінного суглоба залежно від їх структурно-функціонального стану обумовлюють їх пріоритетне ушкодження внаслідок травми. За даними біомеханічного імітаційного моделювання методом скінченних елементів вивчено механізм руйнування структур колінного суглоба в умовах гострої травми. Досліджували напруження та деформації в моделі колінного суглоба в режимі звичайних умов навантаження середньостатистичною масою тіла 75 кг та при імітації стрибка на ногу з висоти 1 м. Послідовність та ступінь ушкодження внутрішньосуглобових структур тібіофеморальної ділянки при динамічному навантаженні значно залежить від структурно-функціонального стану кісткової та хрящової тканин в зоні контакту. Динамічне навантаження при нормальному структурно-функціональному стані кісткової та хрящової тканин у тібіофеморальній ділянці не перевищує межі міцності субхондральної кістки стегнового та великогомілкового компонентів колінного суглоба. Напруження і деформації більші на великогомілковій кістці, ніж на стегновій. Руйнація хряща стегнового компонента відбувається швидше тому, що він отримує більші напруження, ніж хрящ великогомілкового компонента. В умовах склеротичних змін суглобового хряща динамічне навантаження може викликати компресійний перелом субхондральної кістки великогомілкового компонента за рахунок зниження в'язкопружних амортизаційних властивостей хряща. У такому випадку зростає навантаження на меніски, що при наявності дегенеративних змін може викликати їх ушкодження. В умовах хондромаляції у тібіофеморальній зоні динамічне навантаження може призвести до форсованої втрати рідини матриксом суглобового хряща стегнового компонента з його подальшою деструкцією, ушкодженням субхондральної кістки великогомілкового компонента з виникненням субхондрального набряку або гематоми. Зі збільшенням відхилення механічних властивостей тканин колінного суглоба від нормальних руйнуючий ефект динамічного навантаження збільшується при менших зусиллях. За визначенням параметра Надаї - Лоде при дії екстремальних величин дотичних напружень, що обумовлені максимальною різницею головних напружень, можливе руйнування в товщі субхондральної зони великогомілкової кістки.

Індекс рубрикатора НБУВ: Р458.285.4 с

Рубрики:

Деформації і функціональні порушення колінного суглобу і гомілки

Шифр НБУВ: Ж23024 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено дослідження структурної організації биомеханічної системи черевної стінки людини з пошкодженими м'язово-аповневротичними біологічними тканинами. Надано оцінку її несучої спроможності при функціональному силовому навантаженні надлишковим черевним тиском тканин стінки в нормі і для випадку відновлення ушкоджених тканин апоневрозу методом алопластики. Створена адекватна аналітична імітаційна модель циліндричного фрагменту тонкостінної неоднорідної оболонки з еквівалентними жорсткістними параметрами однорідного шару ізотропного матеріалу та скінченно-елементна модель плоского прототипу - аналога з характеристиками трансверсально-ізотропного матеріалу. Практичне застосування розроблених методик розрахунку проведено для визначення залежності черевного тиску та допустимих напружень апоневрозу від радіусу сферичного сегменту циліндричної оболонки для трьох випадків біомеханічного стану черевної стінки у нормі, з пошкодженнями, після алопластики сітчастими імплантатами.

В Україні діють 4 атомних електростанції з 15 енергоблоками, причому проектний строк експлуатації (30 років) багатьох з яких завершується. Розрахунок на крихку міцність являється одним із ключових моментів обгрунтування цілісності корпусу реактора за продовження його ресурсу. На даний момент в Україні діють 4 різні нормативні методики, які надають змогу проводити уточнюючі розрахунки щодо продовження ресурсу корпусів реакторів в понад проектний період. Крім того, наглядовий орган вимагає узгодження позицій з вимогами відповідних документів МАГАТЕ. Проте ці документи не тільки протирічять між собою, але в жодному з них немає детальної інформації та системи тестів для обгрунтування правильності застосування прийнятих розрахункових схем, геометричних моделей і підмоделей, густини сітки, вибору типу скінченних елементів. Значну проблему становить відсутність конкретних рекомендацій щодо застосування сучасних програмних кодів для обчислення КІН в часі у разі наявності пружно-пластичного деформування, в тому числі за наявності залишкових напружень. Все це призводить до суб'єктивності під час оцінки коректності виконаних розрахунків, матеріальних втрат, формулюванні необгрунтованих вимог, затягування експертизи і появи різних підходів, що претендують на універсальність. Розглянуто методику розрахунку корпуса реактора ВВЕР-1000 на крихку міцність. За допомогою сучасного програмного коду моделюється реальний аварійний експлуатаційний режим і визичається температурний запас крихкого руйнування.

Мета роботи - провести аналіз деформацій, напружень і біомеханічної взаємодії імплантату і м'язово-апоневротичних структур передньої черевної стінки людини при алопластиці з приводу її дефектів. Дослідження проведене за участю 29 здорових добровольців (аналіз руху і деформаційні зміни передньої черевної стінки під час максимального надування живота, основна група) і 27 пацієнтів, яким виконували лапароскопічні оперативні втручання (контрольна група) з інсуфляцією у черевну порожнину вуглекислого газу до тиску 12 мм рт. ст. Порівнювали механічні властивості м'язово-апоневротичних структур передньої черевної стінки людини з фізико-механічними властивостями імплантатів. Виявлено такі зміни механічних властивостей тканин передньої черевної стінки: середні показники деформації у поздовжньому напрямку становили 6 % в основній групі та 12 % - у контрольній, деформації у поперечному напрямку - відповідно 3 і 8 %. Деформація у поздовжньому напрямку перевищувала таку в поперечному напрямку на 46 %, площа передньої черевної стінки - на 16 %. Модуль пружності тканин передньої черевної стінки у поздовжньому напрямку менший, ніж у поперечному, на 44 %. Максимальну міцність і жорсткість тканини мають поперек білої лінії, а найбільшу еластичність - уздовж. Висновки: механічні властивості м'язово-апоневротичних структур передньої черевної стінки людини відрізняються у повздовжньому і поперечному напрямках. Функціональну взаємодію сітчастого імплантату з м'язово-апоневротичними структурами передньої черевної стінки необхідно моделювати шляхом порівняння їх біомеханічних властивостей.

Індекс рубрикатора НБУВ: Р458.285.4 + Р458.285.1

Рубрики:

Деформації і функціональні порушення колінного суглобу і гомілки

Деформації і функціональні порушення кульшового суглоба і стегна

Шифр НБУВ: Ж23024 Пошук видання у каталогах НБУВ