Об оптимизации упругого элемента протеза стопы

Приведен обзор новых результатов по оптимизации конструкции упругого элемента (УЭ) протеза стопы. Протез моделируется в виде консольно закрепленной многолистовой рессоры. Между листами имеет место контакт с возможным отставанием; задача изгиба поэтому относится к контактным задачам теории балок. Найдена переменная толщина равнонапряженного однолистового УЭ при сильном изгибе. Показано, что такой УЭ имеет эллиптический профиль. Найдены переменные толщины листов равнонапряженного двухлистового УЭ при слабом изгибе для некоторых значений отношения длин листов. Показано, что при неравных длинах листов более длинный лист такого УЭ имеет внутренний шарнир. Доказано, что при дополнительных слабых ограничениях равнонапряженный УЭ может не существовать. Рассмотрен коэффициент использования материала УЭ. Сопоставлены задачи максимизации этого коэффициента и минимизации массы УЭ и выяснено, что связь этих задач не является простой. Обе задачи могут не иметь решений; первая задача может иметь решения, а вторая - не иметь; первая задача может иметь много решений, одно из которых является единственным решением второй.