Статьи журнала - Российский журнал биомеханики

Все статьи: 870

Механическое давление как основа биомеханического моделирования зубочелюстной системы человека

Механическое давление как основа биомеханического моделирования зубочелюстной системы человека

Тверье В.М., Няшин Ю.И., Никитин В.Н., Оборин Л.Ф.

Статья научная

Рассмотрен фактор развития и функционирования зубочелюстной системы человека - биомеханическое давление. Термин «давление» понимается как механическое напряжение. Описано структурно-функциональное строение зубочелюстной системы в процессе ее фило- и онтогенеза. Показана роль биомеханического давления в этих процессах как основного фактора, обеспечивающего развитие и функционирование взаимосвязанных блоков зубочелюстной системы в норме и при патологии. Отмечена идентичность факторов, генерирующих рост, развитие и формообразование основных каркасных блоков, сопряженность и взаимодействие их функций. Показана определяющая роль изменяющейся нагрузки в формировании и функционировании височно-нижнечелюстного сустава. Одним из механизмов перераспределения усилий в височно-нижнечелюстном суставе и во всей зубочелюстной системе является смещение суставного диска, приводящее к суставному дивертикулу, который может вызвать инсульт головного мозга. Функциональные изменения развиваются в результате перестройки и резорбции костной ткани. Степень таких изменений зависит, в основном, не от метаболизма кости или возраста индивидуума, а от функциональных и, следовательно, механических условий. Рассмотренные проблемы взаимосвязи между блоками зубочелюстной системы могут быть решены в рамках междисциплинарного подхода, что является особенностью биомеханического моделирования. Выделен круг задач биомеханического моделирования, постановка которых использует разработанный подход: определение усилий мышц и реакции височно-нижнечелюстного сустава, моделирование естественного и искусственного вскармливания детей, моделирование перестройки трабекулярной костной ткани, моделирование диска височно-нижнечелюстного сустава как пороупругого тела. Сделан вывод о возможности использования результатов работы в рамках концепции виртуального физиологического человека.

Бесплатно

Механическое поведение материала из никелида титана при растяжении и оценка биомеханической совместимости

Механическое поведение материала из никелида титана при растяжении и оценка биомеханической совместимости

Марченко Е.С., Козулин А.А., Топольницкий Е.Б., Шефер Н.А., Ветрова А.В., Ковалва М.А.

Статья научная

В работе исследовали особенности деформационного поведения металлотрикотажа, связанного из тонкой проволоки из сплава на основе TiNi , а также была проведена экспериментальная оценка его биологической совместимости. Полученные экспериментальные деформационные диаграммы напряжение-деформация, полностью соответствуют типовым диаграммам растяжения сверхэластичных сплавов TiNi с мартенситным переходом. Полученные нелинейные зависимости растяжения металлотрикотажа, связанноого из проволоки TiNi реологически подобны гиперупругим материалам и отличны от полученных диаграмм растяжения исходной проволоки. Обнаружено, что напряженно-связанная конструкция трикотажа ограничивает проявление эффекта сверхэластичности, свойственного проволоке. Показано, что предел прочности трикотажа значительно ниже предела прочности проволоки. Методами численного моделирования показано сложно-напряженное состояние при деформировании, что приводит к неоднородности распределения напряжений в конструкции металлотрикотажа и локализации их максимальных значений в области контакта, тем самым подтверждена гипотеза о подавлении сверхэластичности ввиду конструктивных особенностей. Анализ распределения напряжений в материале петель показал, что растяжение в интервале физиологических нагрузок не приводит к локальным разрушениям металлотрикотажа из никелида титана. Результаты экспериментального исследования при макроскопической оценке зоны имплантации демонстрировали отсутствие грыжевых дефектов в зоне эндопротезирования, а спаечный процесс зафиксирован только в 3 (15 %) случаях. Зона эндопротезирования отличалась эластичностью, легко поддавалась деформации. Пористая структура TiNi -проволоки, а также биомеханические и биохимические свойства двухслойного металлатрикотажа обеспечивают оптимальную интеграцию эндопротеза в тканях организма и способствуют формированию эластичного каркаса близкого к естественному. Двухслойный трикотаж из TiNi в замещении сложных анатомических структур показал многообещающие результаты, что открывает перспективы для дальнейших клинических исследований.

Бесплатно

Механическое поведение тканей молочной железы: систематический

Механическое поведение тканей молочной железы: систематический

Семакане Л., Пандуранган М., Нгвангва Г., Панделани Т., Кучумов А.Г., Ф. Немавхола

Статья научная

Молочные железы состоят из различных типов тканей: желез, куперовых связок, молочных протоков, жировой ткани, мышц и кожи, обладающих различными механическими свойствами. Большинство мягких тканей имеют нелинейные, вязкоупругие и анизотропные свойства. Для оценки механических свойств мягких тканей исследователи ограничиваются анализом линейного участка кривой «напряжениедеформация». В таком случае модуль Юнга является основным показателем для количественной оценки жесткости тканей. В данном систематическом обзоре рассматриваются наиболее часто используемые методы изучения механических характеристик тканей молочной железы, а также обобщены данные из литературы о механических свойствах и рассмотрены некоторые аспекты, позволяющие более детально проанализировать механическое поведение тканей молочной железы: а) исследования механического поведения, позволяющие проводить более точное моделирование; б) анализ вязкоупругих характеристик; в) механический анализ других областей молочной железы, таких как молочные протоки. Информация, представленная в обзоре, может быть использована в качестве исходных данных для численных моделей анализа поведения тканей молочных желез.

Бесплатно

Микромеханические ответы эритроцитов человека на стимулирование мембранных рецепторов, ионных каналов и ферментов

Микромеханические ответы эритроцитов человека на стимулирование мембранных рецепторов, ионных каналов и ферментов

Муравьев А.В., Тихомирова И.А., Ахапкина А.А., Булаева С.В., Михайлов П.В., Муравьев А.А.

Статья научная

Эритроциты - высокоспециализированные клетки, основной функцией которых является транспорт кислорода. Они лишены ядра и митохондрий, однако сохранили многие элементы молекулярных сигнальных путей. При выполнении транспортной функции эритроциты изменяют свои механические свойства и в том числе деформируются и объединяются в комплексы - агрегаты. Имеются отдельные свидетельства того, что изменение механических свойств эритроцитов происходит под влиянием сигнальных молекул, таких как рецепторы, ферменты и ионные каналы. С учетом вышесказанного целью исследования было изучение микромеханических ответов эритроцитов на стимулирование мембранных рецепторов, ионных каналов и ферментов. Для этого эритроциты инкубировали с агонистами адренорецепторов, стимуляторами и ингибиторами ферментов и ионных каналов мембраны с последующей регистрацией их деформируемости и агрегации. Было показано, что адреналин умеренно повышает деформируемость эритроцитов вместе с выраженным подъемом их агрегации (на 34 %), агонист альфа-1-адренорецепторов фенилэфрин мало изменял деформируемость эритроцитов, но сильно стимулировал их агрегацию, прирост составил 53 %. Напротив, стимулирование бета-адренорецепторов изопротеренолом привело к выраженному приросту деформируемости эритроцитов на 19 % и лишь умеренному снижению их агрегации. Более существенные и позитивные сдвиги деформируемости эритроцитов наблюдали в условиях изменения активности ферментов. В среднем прирост деформируемости составил 14 %. Стимулирование входа Са2+ в эритроциты или блокирование ионных каналов достоверно изменяло их деформируемость и агрегацию, особенно под влиянием блокатора Са2+-каналов верапамила. Наиболее сильный эффект Са2+ наблюдали в отношении агрегации, она изменялась в среднем на 44 %. Полученные данные позволяют заключить, что механические свойства эритроцитов и их транспортные возможности статистически достоверно изменяются под влиянием активации или ингибирования элементов молекулярных сигнальных каскадов клеток (рецепторов, ферментов и ионных каналов).

Бесплатно

Микромеханическое моделирование периодонтальной связки при растяжении и сдвиге: нелинейные соотношения напряжение-деформация в замкнутой форме

Микромеханическое моделирование периодонтальной связки при растяжении и сдвиге: нелинейные соотношения напряжение-деформация в замкнутой форме

Дженна Ф., Перельмутер М.Н.

Статья научная

Рассмотрены две модели механического поведения образца из периодонтальной связки при растяжении и сдвиге (образец содержит достаточно большое число волокон). На основе микромеханического анализа структуры периодонтальной связки для каждой из моделей получены макроскопические (осредненные), нелинейные соотношения между напряжениями и деформациями в замкнутой форме. Первая модель является развитием известной из литературы модели, которая была первоначально разработана для различного типа соединительных тканей (сухожилий, артерий, хрящей и кожи). Применение этой модели в случае периодонтальной связки, содержащей волокна коллагена, обладающие специальными свойствами, не позволяет получить удовлетворительного аналитического описания экспериментальных кривых напряжение - деформация. Предложена и изучена также новая, аналитически более простая, чем предыдущая, модель периодонтальной связки. Новая модель позволяет учесть в замкнутой форме обе составляющие деформирования периодонтальной связки, необходимые для правильного моделирования ее макроскопического поведения, - геометрическую (связанную с наклоном волокон) и механическую (связанную с нелинейным поведением волокон). Сопоставление теоретических и экспериментальных (полученных для свиных тканей) результатов демонстрирует хорошие потенциальные возможности новой модели. Рассмотренные модели являются полезными для понимания деталей механического поведения периодонтальной связки, а также служат основой для разработки микромеханического закона деформирования, необходимого при использовании метода конечных элементов для анализа системы кость / зуб.

Бесплатно

Микроскопический и гистологический анализ молекулярной реакции коронарного сосуда после имплантации стента

Микроскопический и гистологический анализ молекулярной реакции коронарного сосуда после имплантации стента

Григер Д., Куропка П., Дудзинский В.

Статья научная

Существует множество способов лечения ишемической болезни сердца. Одним из наиболее популярных является коронарная ангиопластика (пластика сосудов) с имплантацией стента. Стенты - это разновидность металлического цилиндрического имплантата, используемого для того, чтобы прижать кровяную бляшку к артериальной стенке и расширить диаметр для возобновления кровотока. Однако успешная имплантация стента ограничена многими факторами, среди которых реакция ткани на механическое расширение просвета артерии имплантатом. Важным вопросом данного вмешательства является формирование тромба, который может увеличить риск повторной закупорки сосудов, происходящей в пределах стента, и, как следствие, риск инфаркта. Представленное исследование было направлено на микроскопический и гистологический анализ процессов, происходящих в просвете и стенках сосуда, в области, где сосуд был расширен коронарным стентом.

Бесплатно

Микроформовка нержавеющей стали SS304: экспериментальное и численное исследование

Микроформовка нержавеющей стали SS304: экспериментальное и численное исследование

Хатавкар С., Какандикар Г.М., Кулкарни О.

Статья научная

Представлено экспериментальное и численное исследование поведения нержавеющей стали SS304 в процессе микроформовки, особое внимание уделено влиянию ориентации образцов на деформационные характеристики. Нержавеющая сталь SS304, обладающая оптимальным сочетанием прочности и пластичности, находит широкое применение при изготовлении прецизионных миниатюрных деталей. Экспериментальная часть включала в себя проведение испытаний по методу Накадзимы для образцов, ориентированных под углами 0°, 45° и 90° к направлению прокатки. Исследования выполнялись на универсальной испытательной машине с последующим анализом параметров деформации с использованием оптикоизмерительной системы Sipcon CNC. Численное моделирование осуществлялось в программном комплексе Simufact Forming с построением диаграмм предельного деформирования для прогнозирования критических состояний материала. Результаты исследования демонстрируют выраженную зависимость деформационных характеристик SS304 от ориентации образцов к направлению прокатки, что подтверждает анизотропные свойства материала. Установлены критические значения деформации и выявлены закономерности изменения микроструктуры в процессе микроформовки, что имеет важное значение для оптимизации технологических параметров. Совместное применение экспериментальных и численных методов позволило получить комплексные данные о пределах формообразования и механизмах деформации SS304. Полученные результаты вносят особый вклад в развитие технологий микроформовки для производства высокоточных миниатюрных компонентов, где требуются строгий контроль свойств материала и точность геометрических параметров.

Бесплатно

Миогенная реакция церебрального сосуда: математическая модель

Миогенная реакция церебрального сосуда: математическая модель

Шадрина Н.Х.

Статья научная

Миогенная реакция наиболее характерна для мелких артериальных сосудов и сводится к сужению сосуда при повышении трансмурального давления, разности давлений на внутренней и внешней сторонах сосудистой стенки. Существует множество моделей, описывающих эту реакцию. В моделях последних десятилетий кроме макрорастяжений и макродеформаций вводятся в рассмотрение их микроаналоги, что существенно усложняет описание. В представленной работе описывается простая модель стенки малой церебральной артерии, включающая основные параметры, управляющие миогенной реакцией, и соответствующая физиологическим представлениям о процессах осуществления этой реакции. Полагается, что активные напряжения зависят от растяжений и концентрации свободных ионов кальция в цитоплазме гладкомышечной клетки. В свою очередь, содержание кальция зависит от мембранного потенциала, определяемого величиной давления. Рассматривается осесимметричная стационарная задача, материал стенки в неактивированном состоянии полагается псевдоупругим. Расчеты показали качественное различие зависимости активного напряжения от растяжений и его распределения в радиальном направлении до и после развития сосудистой реакции. Вычисленные значения диаметра до и после воздействия веществ, влияющих на величину мембранного потенциала, находятся в диапазоне измеренных. Эти результаты свидетельствуют о том, что введение зависимости концентрации кальция от мембранного потенциала расширяет область применимости подобных моделей для оценки величины сосудистых реакций.

Бесплатно

Многозвенная трехмерная модель плавания микроорганизмов

Многозвенная трехмерная модель плавания микроорганизмов

Кислухин Н.М., Марценюк М.А., Бекурин Д.Б.

Статья научная

Построена многозвенная трехмерная модель плавания микроорганизмов. Животное представлено как система связанных между собой эллипсоидов. Форма животного (параметры формы) определяется длинами связей, взаимной ориентацией эллипсоидов и их геометрическими размерами. Для указанной модели построена теория, позволяющая вычислить поступательное и угловое смещение животного по заданному изменению формы. Разработана процедура, рассчитывающая положения, линейные и угловые скорости частей модели. С помощью созданной компьютерной программы исследованы сценарии плавания простейших микроорганизмов - амебы, циклопа и эвглены.

Бесплатно

Многоместные тренажерно-измерительные комплексы в решении проблем отбора и комплектования экипажей в академической гребле

Многоместные тренажерно-измерительные комплексы в решении проблем отбора и комплектования экипажей в академической гребле

Ткачук А.П., Кахидзе А.С., Чижикова Л.И.

Статья научная

Данная работа является продолжением работ, развиваемых И.П. Ратовым с соавторами [1, 2, 3]. Для выработки системы подготовки элитных гребцов в академической гребле предлагается новый биомеханический подход к решению проблем отбора, комплектования экипажей и синхронизации действий гребцов в осенне-зимний период на двухместных (или многоместных) тренажерно- измерительных комплексах. Разработанный эргометрический комплекс управляется компьютером, что позволяет получить полный срез биомеханических характеристик гребцов и оценить синхронность их действий. Применение разработанного метода дает возможность новым экипажам быстрее достичь уровня специальной подготовленности, позволяющего конкурировать на равных с командами со стажем или теми, которые имеют возможность круглогодичной тренировки в лодке.

Бесплатно

Моделирование invitro нагружения эндопротеза тазобедренного сустава из углерод-углеродных композиционных материалов с поврежденными областями

Моделирование invitro нагружения эндопротеза тазобедренного сустава из углерод-углеродных композиционных материалов с поврежденными областями

Разумовский Е.С., Шавшуков В.Е.

Статья научная

Исследовано влияние биологического процесса остеоинтеграции на изменение упругих модулей материала ножки эндопротеза тазобедренного сустава (углерод-углеродного композиционного материала) в областях с повреждениями кристаллитов пироуглерода. Повреждения возникают в результате предельных нагрузок, совершаемых человеком, что приводит к снижению несущей способности ножки эндопротеза. В результате повреждений пироуглеродная матрица становится аналогичной сыпучей гранулированной среде, что существенно снижает упругие свойства материала в целом. Положительное изменение упругих модулей материала ножки эндопротеза в процессе остеоинтеграции может привести к блокировке распространения областей повреждения и к увеличению несущей способности эндопротеза. Прогнозирование упругих модулей в поврежденных областях эндопротеза производится в два этапа. На первом этапе вычисляются упругие свойства новой матрицы в поврежденных областях, которая представляет собой сочетание остеобластов и пироуглеродной матрицы углерод-углеродного композиционного материала. На следующем этапе вычисляются эффективные свойства однонаправленного углерод - углеродного композиционного материала с модифицированной матрицей. При прогнозировании упругих модулей используется прямой метод гомогенизации, реализованный в модуле Ansys Material Designer . Прогнозирование эффективных свойств трехмерно-армированного углерод-углеродного композиционного материала, в поры которого внедрены остеобласты, производится по модели Тарнопольского. При моделировании нагружения используются пространственные модели костей человека, полученные при помощи компьютерной томографии и преобразованные в твердотельные модели. Величина нагрузки на биомеханическую систему определяется несущей способностью ножки эндопротеза при повреждениях в 4 областях без учета внедрения остеобластов. В исследовании приведены результаты расчетов полей напряжений и деформаций для конструкции эндопротеза тазобедренного сустава, представлена диаграмма деформирования ножки эндопротеза в координатах «нагрузка - перемещение», показывающая измененную несущую способность эндопротеза. Численные результаты наглядно демонстрируют влияние биологического процесса остеоинтеграции на изменение несущей способности эндопротеза и упругих свойств в поврежденных областях материала.

Бесплатно

Моделирование абдоминопластики с использованием больших деформаций

Моделирование абдоминопластики с использованием больших деформаций

Федоров А.Е., Самарцев В.А., Адамов А.А.

Статья научная

В работе рассмотрена операция абдоминопластики. Предложена модель, позволяющая описать вязкоупругое поведение кожи. Записаны определяющие соотношения для трехмерного напряженно-деформированного состояния. Разработана процедура идентификации интегрального оператора модели и определены параметры модели. Полученные результаты могут быть использованы для предоперационного планирования.

Бесплатно

Моделирование актин-миозинового мотора скелетных мышц: влияние температуры и биохимических параметров на механику стационарных сокращений

Моделирование актин-миозинового мотора скелетных мышц: влияние температуры и биохимических параметров на механику стационарных сокращений

Шворина Е.Н.

Статья научная

Кинетическая схема взаимодействия миозиновых поперечных мостиков с актином, АТФ и продуктами ее гидролиза, АДФ и неорганическим фосфатом состоит из нескольких присоединенных к актину и отсоединенных от него состояний миозиновой головки и функций перехода из одного состояния в другое. Соответствующая математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений первого порядка в частных производных для плотностей распределения концентраций мостиков в каждом из состояний. Цель работы состояла в создании программного продукта для расчета различных кинетических моделей мышечного сокращения, а также в разработке конкретной кинетической модели, воспроизводящей результаты экспериментальных исследований стационарных сокращений мышцы при различных значениях температуры и концентраций АТФ, АДФ и неорганического фосфата. Реализован программный модуль, позволяющий рассчитать микро- и макроскопические характеристики мышечного волокна при изометрическом сокращении в условиях полной активации и в ходе стационарного укорочения с постоянной скоростью. Разработана модель, включающая в себя семь присоединенных и три отсоединенных состояния миозинового мостика, которая представляет собой обобщение модели Ferenczi et al. (2005), предложенной ранее для описания структурных изменений в сокращающихся мышечных клетках. Расчеты воспроизводят экспериментальные зависимости динамической жесткости волокна, развиваемой им силы и скорости потребления АТФ от скорости деформации (укорочения) волокна, температуры и концентраций субстрата и продуктов гидролиза АТФ.

Бесплатно

Моделирование виллизиевого круга человека в норме и при патологии

Моделирование виллизиевого круга человека в норме и при патологии

Иванов Д.В., Доль А.В., Павлова О.Е., Аристамбекова А.В.

Статья научная

Целью работы является разработка рекомендаций по выбору типа лечения аневризм артерий головного мозга. Сформулирована краевая задача, описывающая течение крови в артериях головного мозга с упругими стенками. С помощью специализированных программных пакетов Mimics и Solid Works построены реалистичные геометрические модели артерий виллизиевого круга в норме и при наличии аневризм. При этом дано описание методики и основных этапов построения таких моделей, а также проведена оценка их пригодности для конечно-элементных расчетов. Далее проведен анализ ультразвуковых исследований артерий виллизиевого круга, сонных и позвоночных артерий, необходимый для получения параметров кровотока и постановки граничных условий. Кроме того, исследованы механические свойства образцов артерий виллизиевого круга, получены константы функции энергии деформации Муни–Ривлина.

Бесплатно

Моделирование влияния формы кровеносного капилляра на фильтрационно-реабсорбционные процессы

Моделирование влияния формы кровеносного капилляра на фильтрационно-реабсорбционные процессы

Шабрыкина Н.С., Висталин Н.Н., Глачаев А.Г.

Статья научная

В данной работе представлен ряд усовершенствований известной модели фильтрационно-реабсорбционных процессов в кровеносном капилляре, позволяющих учитывать геометрию и особенности строения реального капилляра. Рассмотрены случаи капилляра с переменным радиусом пор в его стенке, конического капилляра и капилляра с локальным сужением стенок.

Бесплатно

Моделирование движения активного экзоскелета с пятью управляемыми электроприводами звеньями

Моделирование движения активного экзоскелета с пятью управляемыми электроприводами звеньями

Блинов А.О., Борисов А.В., Кончина Л.В., Куликова М.Г., Маслова К.С.

Статья научная

Представлено моделирование движений антропоидной модели мехатронного механизма типа экзоскелета, содержащего пять стержней, соединенных между собой цилиндрическими шарнирами. Экзоскелет представляет собой систему звеньев, которые подвергаются относительным поворотам вокруг осей координат под воздействием соответствующих звеньев опорно-двигательного аппарата пользователя, на которого надет экзоскелет, силы тяжести, реакций опоры и внутренних управляющих усилий, реализуемых электроприводами. Для описания движения каждого звена применяются углы между звеньями и вводятся локальные системы координат, которые позволяют определять их положение в пространстве. Управление изменением углов между звеньями осуществляется при помощи электрических приводов. Моделирование проводится для близкой к спортивной ходьбе человека походки, при которой происходит мгновенное чередование одноопорных фаз. Биомеханическое моделирование экзоскелета с пятью подвижными управляемыми звеньями позволяет выделить задачи, которые необходимо решить: синтез траектории движения, определение управляющих моментов, подбор электроприводов, и разработку системы импульсного управления движением. Для задания антропоморфного движения экзоскелета вводятся периодические функции, задающие изменения углов между звеньями. Составлена система дифференциальных уравнений. Численно решается задача Коши. Результаты численного решения сравниваются с исходным движением, делается вывод о неустойчивости системы и проводится обсуждение возможных путей стабилизации неустойчивого движения. Проведены оценки влияния наличия электроприводов на динамику всего экзоскелета.

Бесплатно

Моделирование диастемы верхней челюсти

Моделирование диастемы верхней челюсти

Е.В. Быкова, С.Н. Герасимов, И.И. Демидова

Статья

Бесплатно

Моделирование динамики межфазного натяжения на границе углеводород - вода при образовании кластеров актинобактерий

Моделирование динамики межфазного натяжения на границе углеводород - вода при образовании кластеров актинобактерий

Куюкина М.С., Феоктистова Е.В., Осипенко М.А., Ившина И.Б., Няшин Ю.И.

Статья научная

Одним из загрязняющих факторов окружающей среды являются нефть и нефтепродукты, ежегодные мировые выбросы которых составляют десятки тысяч тонн. Проблема нефтезагрязнения водных ресурсов важна вследствие ведущейся шельфовой добычи нефти и перевозок нефтепродуктов морским и речным транспортом. Эффективным способом ликвидации нефтяных загрязнений водной среды является биоремедиация с помощью углеводородокисляющих микроорганизмов, в частности актинобактерий рода Rhodococcus . В работе исследована динамика адсорбции клеток Rhodococcus ruber ИЭГМ 231 на границе, разделяющей бактериальную суспензию и жидкий углеводород ( н -гексадекан либо н -додекан), и выполнено математическое моделирование образования биопленки на основе описания процессов формирования и разрушения клеточных кластеров. Разработана феноменологическая биомеханическая модель изменения поверхностного натяжения; она описывает соответствующие экспериментальные зависимости, полученные с помощью высокоточной тензиометрии при разной оптической плотности бактериальной суспензии. Разработана также микроуровневая модель, основанная на теории насыщения слоя бактерий на поверхности раздела фаз и образования единой биопленки на этой поверхности. В этой модели предложено теоретическое объяснение скачкообразной динамики межфазного натяжения, обусловленной прохождением измерительного кольца через формирующуюся биопленку и случайным характером формирования-разрушения клеточных кластеров до достижения стабильного состояния системы.

Бесплатно

Моделирование динамического поведения мостовидного зубного протеза с помощью метода конечных элементов

Моделирование динамического поведения мостовидного зубного протеза с помощью метода конечных элементов

А.Е. Крупнин, Я.Н. Харах, Л.Г Киракосян, С.Д. Арутюнов

Статья научная

Цель исследования – применение методов динамического анализа в задачах биомеханики зубочелюстного аппарата на примере мостовидного зубного протеза из полиметилметакрилата. Задача решена в плоско-деформированной постановке. Проведена экспериментальная верификация на основании данных эксперимента для керамического протеза идентичной конфигурации. На основании результатов модального анализа определены собственные частоты и константы для модели пропорционального демпфирования Рэлея. Исследовано влияние длительности действия силы на напряженно-деформированное состояние биомеханической системы. Определены области наибольших эквивалентных (по Мизесу) напряжений. Установлено, что при стремлении длительности действия возбуждающей силы к периоду собственных колебаний системы амплитудные значения напряжений на окклюзионной поверхности протеза могут превышать предел текучести материала. При увеличении длительности действия возбуждающей силы значения динамических и статических напряжений не различаются. Показано, что влияние пульпы на результаты статического расчета незначительно, в то время как учет пульпы приводит к более интенсивному поглощению энергии, затуханию колебаний и снижению амплитудных значений перемещений и напряжений.

Бесплатно

Журнал