Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Конечноэлементное моделирование хирургического скальпеля с пьезоэлектрическим приводом

https://doi.org/10.24108/1218.0001442

Полный текст:

Аннотация

Основной целью настоящей работы является математическое и конечно-элементное моделирование составных динамических колебательных систем, включающих в себя пьезокерамические элементы, упругие элементы и внешние воздействия от мягких тканей, описывающих работу ультразвуковых медицинских приборов, применительно к инструментам, приборам и аппаратам медицинской направленности для нахождения наиболее эффективных форм и режимов их работы. Упругие и пьезокерамические среды моделируются в рамках линейной теории упругости и электроупругости, а мягкие ткани акустической средой с определенными коэффициентами вязкости. В качестве инструмента исследования используются CAE пакет ACELAN, в котором строятся трехмерные и осесимметричные модели устройства. В численных экспериментах проводится модальный и гармонических анализ, на основе которого выявляются наиболее эффективные рабочие частоты.

Об авторах

А. С. Скалиух
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону
Россия


П. А. Оганесян
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону
Россия


А. А. Соловьева
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону; Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону
Россия


Т. Е. Герасименко
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону
Россия


Список литературы

1. Лощилов В.И., Волков С.М. К вопросу о механизме ультразвуковой резки биологических тканей // Тр. МВТУ им. Н.Э. Баумана. 1973. Вып. 165. С. 29–33.

2. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Ультразвук в медицине, ветеринарии и биологии: учеб. пособие / под ред. С. И. Щукина. 2-е изд. М.: Юрайт, 2017. 223 с.

3. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика: учеб. М.: ВЛАДОС-Пресс, 2003. 669 с.

4. Carovac A., Smajlovic F., Junuzovic D. Application of ultrasound in medicine // Acta Informatica Medica. 2011. Vol. 19. No. 3. Pp. 168–171. DOI: 10.5455/aim.2011.19.168-171

5. Shuxiang Dong. Review on piezoelectric, ultrasonic, and magnetoelectric actuators // J. of Advanced Dielectrics. 2012. Vol. 2. No. 1. 1230001. 18 p. DOI: 10.1142/S2010135X12300010

6. Kuang-Chen Liu D., Friend J., Yeo L.Y. A brief review of actuation at the micro-scale using electrostatics, electromagnetics and piezoelectric ultrasonics // Acoustical Science and Technology. 2010. Vol. 31. No. 2. Pp. 115–123. DOI: 10.1250/ast.31.115

7. Skaliukh A., Guorong Li. The general theory of polarization of ferroelectric materials // Advanced materials: Manufacturing, physics, mechanics and applications. Cham: Springer, 2016. Pp. 393–411. DOI: 10.1007/978-3-319-26324-3_28

8. Vykhodtseva N.I., Hynynen K., Damianou C. Pulse duration and peak intensity during focused ultrasound surgery: theoretical and experimental effects in rabbit brain in vivo // Ultrasound in Medicine & Biology. 1994. Vol. 20. No. 9. Pp. 987–1000. DOI: 10.1016/0301-5629(94)90058-2

9. Duck F.A. Physical properties of tissue: a comprehensive reference book. L.: Academic Press, 1990. 346 p.

10. Белоконь А.В., Наседкин А.В., Соловьев А.Н. Новые схемы конечно-элементного динамического анализа пьезоэлектрических устройств // Прикладная математика и механика. 2002. Т. 66. № 3. С. 491–501.


Для цитирования:


Скалиух А.С., Оганесян П.А., Соловьева А.А., Герасименко Т.Е. Конечноэлементное моделирование хирургического скальпеля с пьезоэлектрическим приводом. Машиностроение и компьютерные технологии. 2018;(12):15-23. https://doi.org/10.24108/1218.0001442

For citation:


Skaliukh A.S., Oganesyan P.A., Solovieva A.A., Gerasimenko T.E. Finite Element Modeling of Surgical Scalpel with Piezoelectric Actuator. Mechanical Engineering and Computer Science. 2018;(12):15-23. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/1218.0001442

Просмотров: 60


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)