Računalniško modeliranje togost teleskopski zunanje pritrditev naprave (APS)

kjer EJ (x) - togost trenutka pramen upogibanje - deformacija pramen, q (Z) - stransko obremenitev, x - koordinata vzdolž osi žarka naper na.

Podpora (odsek) smo identificirali kot spremenljivo preseka snopa. Naloži se spraševali, na pritrdilnih točkah vpliva napere in lukenj upošteva spremeni upogibne togosti. Naslanjanje na robovih je trdno pritrjen ali nihajno. Ravnotežje enačba je rešena nosilec (3) v obliki in zapisu, podobno formulo (2):

Robni pogoji:

a) togo posnetek

ob¹(0) = 0, y¹(L) = 0, y (0) = 0, je Y (L) = 0- (4)

b) zgibno

ob²(0) = 0, y²(L) = 0, y (0) = 0, je Y (L) = 0. (5)

Pri izbiri tie pri dotiku s palico upoštevajo nit, in je izračunana velikost je zavzame notranjim premerom.

Industrijska gradbenih elementov AVF šteje elastična. Tako za napere dovoljena plastično deformacijo.

Za pridobitev parametrov stanja napetostno-deformacijskega referenčnega snopa za reševanje diferencialnih enačb obliki (3) z robnimi pogoji - trda (4) ali šarnirja (5) pritrjen.

Da bi rešili problem, smo uporabili numerično metodo končnih razlik in algoritem monotono petih točkah zamah. Rezultat je odvisnost "tovorne napaka" (P&asymp-U). Numerično reševanje enačb (1) in (2) dobimo po P&asymp-U z prednapetosti napere in skladnost podpore za določeno izvedbi montažnih prečk.

Na sliki 1 krivulje 1-10 grafično prikazuje variacijske oporo koeficient podajnosti pri različnih načinov pritrditve napere.

Sliki 2 in 3 odraža vpliv dolžine delovnega del napere in velikosti pretenzije na deformacije.

Slika 4 prikazuje učinek delovnega odseka ojnice togosti dolžina AMF montažo.

Rezultati raziskav se lahko uvrstili v del zunanje fiksacije naprave glede na njihov prispevek k skupni togosti sistema. Omembe vredno je, da je največji prispevek k sestavo vozila na značilnosti togosti skladnosti za napere. Nadzorovanje ta dejavnik je mogoče na dva načina: s spreminjanjem bodisi dolžino delovnega dela igel ali pretenzije vrednosti. Ta možnost je na voljo v teleskopskih zunanjih pritrdilnih naprav. Zaradi bolj natančno prilagajanje obliki podporna okvira krak odsekih konfiguracijo optimizirana delovno dolžino krakov in spitsenatyagivatel z nastavljivo napetostjo naperami lahko nadzoruje togost in celotnega sistema. Omejitev je napeta elastična meja material napere. Ostali dejavniki, ki vplivajo na togost sklopa je dolžina delovnega odseka ojnice in ekscentričnosti zaprtega vzdolžne obremenitve. In še - vpliv prilagodljivo referenčna segmenta zunanji fiksator: večja od premera in bližje središčne točke pritrdilnih igel, manj sestav togosti (Karlov sod, 1996, 1998.).

27 Analiza rezultatov poskusov je pokazala, da aksialni premik bistveno vpliva na togost sklopa teleskopski zunanjih pritrdilnih naprav. Pomemben dejavnik je skupna dolžina stojala in sklopov manjšega premera. To je bilo, da pred-napetost zmanjša največje deformacije spits- mora povečati z operativnim delom, vendar ne presega natezno trdnost materiala za zunanjo teleskopskimi naprave fiksatsii- doseže 100 KGF, in v aparatu Ilizarov - od 80-90 kg (BAGNOLI, 1986). Da bi povečali moč dolge palice, lahko oporniki se zgosti srednji del, ko navija nit. Tako, ko je togost natovarjanja segmenta v referenčni ravnini obroča kot v pravokotni smeri. Zato, da bi povečali trdnost sklopa kraki morajo biti pritrjeni bližje vozlišča povezujejo segmente z drogovi, oporniki in zmanjšati - bližje segment vrhu kot določeni napetosti na zunanje fiksacije naprave, ki pomembno vpliva na togost celotnega sistema, in ugodni pogoji za napere ustvaril za celotno obdobje zdravljenja.

Med preskusi zunanjih fiksiranje naprave klopi in so bili zbrani v klasičnem teleskopskih izvedbah. Rezultati parcialni študije so pokazale, da so tri glavne elemente teleskopskih zunanjih pritrdilnih naprav najbolj voljne Govorili. Popuščanje napere odvisna od velikosti pretenzije, ki jih lahko izmerjeno preko spitsenatyagivatelya. Vendar pa spone, ki se uporabljajo v zunanjih pritrdilnih naprav, ne zagotavljajo vedno zanesljivo ohranitev napere napete.

Palice stojalo zaradi majhnega vztrajnostnega momenta, daljšem in visoko togostjo v aksialni smeri le malo vpliva na sistemski "nosilni obroč - napere" in dobimo malo prispevajo k gibanju obremenjenega dela prečk vzdolž osi aparata.

Eksperimentalno ovrednotenje togosti Ilizarov aparatov in teleskopski zunanjih pritrdilnih naprav v nekaterih izvedbah, sestav tlačna osna sila na nelinearnim gibanjem preskusni napravi oddaji (z večjim premerom podporni obroči nelinearnosti povečuje) odri govorili aparat (Sl. 5). tankih napere - to nelinearnost z nelinearnim obnašanjem najmanj togih elementov ogrodja očitno povzroča.

Predstavitev struktura 4 metaphyseal palice namesto prečk približuje znaki togost linearnega obnašanja trupa in, v tem zaporedju, vodi do povečanja vezave togosti pri obremenitvi 600 N v primerjavi s kraka okvirov istega premera (sl. 5).

Poleg tega spitsesterzhnevye naprave omogočajo praktično nič "krčenje" v natovarjanja nizke cikla (sl. 6). Pojav "krčenja" je prikazana kot zmanjšanju začetnega vrzel med polovicama simuliranega kosti v prvih nekaj ciklusih natovarjanja in raztovarjanja.

Po 6-8 ciklih, vrednost razdalja stabilizira. Razlog za ta pojav je naslednji dejavniki. Prva - velika koncentracija napetosti v materialu napere na točki pritrditve nosilnega obroča, kjer je izvrtina zloži zaskoka. Drugič - velika napetost napere vrednost za mala deviacija kote.

To pomeni, da na prvi cikli izvrtino podvržen plastični deformaciji v pritrdilnih točkah dokler odklon trupa ne doseže napere, ko se napetosti, ki delujejo na aparatu pri obremenitvi 800 N primerjavi z mejo elastičnosti materiala prečk. Bari, vhod namesto napere, plastične deformacije ne čutijo, tako da je "naprava sistem - simulator Bones" vrne v prvotno stanje po razbremenitvi brez "krčenja".

Prečke APS opaziti precejšnjo "krčenje", ki je primerljiva z različnimi premeri okvirjev, čeprav ima tendenco naraščanja s povečanjem premera trupa, in v povprečju 4,8 mm po 4-6 ciklih nakladanja do ravni 800 N (sl. 6, krivin B, C, D, E, F).

Primerjava togosti klasične cilindrične in teleskopsko izvedba AMF sestav kaže teleskopski odrov prednost v primerjavi s konvencionalno (sl. 7-10).

To je zato, ker v teleskopskem izvedbi bremena, ki deluje vzdolž osi naprave, ne ravnin zaznavajo enako. Ravnina obroča z manjšim premerom prevzame večina tovora je predvsem posledica ustrezno manjše delovne dolžine krakov. To ima lahko neželene posledice, povezane z možnostjo zloma kosti ali izpuščaj igel ravnini prejme največji del bremena. Za odpravo je treba zmanjšati prednapetosti naper določenih v obroče manjšega premera. Vendar pa lahko to vodi do zmanjšanja togosti zunanji fiksator (sl. 11).

Pri valjastih enot zunanje mere aksialno tlačno obremenitvijo je delo enako z vsemi elementi, vključno s prečkami. In sprememba vrzeli med polovicama kocke bo enaka dvakrat odklonskih napere za razmišljajo togost obroča.

To je bolj težko Teleskopski aparati Zunanja učvrstitev. Kot je shematsko prikazano na sliki 12, dimenzije montažne "2 + napere obročna" so za isti prednapetosti prečkami različnih sklopov in togost in s tem, vsak par sestavov, kostni fiksiranje pol zaznava drugačno nalaganja sorazmeren togost. Premer podpornih obročev je 190-165-140-118 mm. To vodi k temu, da so napere najbolj obremenjenem sklop (število 2 in 4 na sliki 12) lahko uniči kostnega tkiva, kar je zelo zaželeno.

Druga izvedba sklopa teleskopski zunanjih pritrdilnih naprav je uporaba podpornih obročev istega premera v vsakem paru je pol stroj, t.j. 190-190-140-140 mm (sl. 13). Tako se z nastavitvijo isto pre-napetost lahko vse napere se prepričajte, da je porazdelitev obremenitve enako kot napere.

testi Bench so pokazali, da je teleskopska izvedba sklopa zunanjega vezave naprave poveča togost sistema z 17-20% v primerjavi s klasičnimi valjastih cevi.

Tako lahko začetne togosti naprave za trup Zunanja učvrstitev mogoče izboljšati z uporabo načela teleskopski (Karlov et al, 1999) zaradi:

• povečanje napetosti napere pred 120-140 kg;
• montažni napere seka nosilni obroč pod kotom med njima v območju 60-90 °, in najpomembneje, simetrično glede na oglišč poliedra, da je delovna dolžina prečk enaka;
• možna uporaba podpornih obročev manjšim premerom;
• Montaža palice stojalo čim bolj na mestih pritrditve napere;
• Največja privijanje navojnih priključkov;
• delna ali popolna zamenjava naper na palice.

Med zdravljenjem se togost sistema lahko nastavi s zmanjšanje napetosti spits- delno demontažo in montažo nosilni okvir obročev večja diametra- permutacija pritrditev prečk ali palic zadrževalna kota med njima namesto bolj oddaljeni od stebričkov in bari v prosto asimetrično razporejenih glede na oglišč poliedrska reference obroč.

Poleg prednosti teleskopski zunanje pritrditev naprave Imajo slabosti, povezane z velikim "krčenja" aparata na prvem obremenitvenem ciklu, ki v bistvu izgine ob delna nadomestitev naper na palice. V nekaterih primerih, standardni priključki (napere pritrdilni sklopi), ne vedno zagotavljajo zanesljivo ohranitev napere iz vleče na velike pretenzije naper in obremenitev aparata. Če se uporabljajo tanke igle, lahko učinkovitost toge skeletne zmanjšala (Karlov et al., 1998, 1999).


AV Karpov VP Shakhov
Zunanji sistem za fiksiranje in regulatorni mehanizmi optimalno biomehanika