Разработка композитной конструкции биомеханического назначения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Разработка новой конструкции протеза нижней конечности представляет интерес для обеспечения нового уровня комфорта для людей с ограниченными возможностями при взаимодействии с пересеченной местностью и наклонными поверхностями. На основе существующих аналогов и современных работ в области протезирования предложены три концепта конструкции протеза стопы из композитного материала (углепластик), созданы пространственные модели поверхностей, твердотельные модели и фотореалистичные визуализации. Для подтверждения работоспособности и функциональности конструкций, а также для определения напряженно-деформированного состояния, возникающего при взаимодействии с поверхностью, имеющей наклон 15° относительно горизонтальной плоскости, используется метод конечных элементов на пространственных моделях четырех вариантов конструкций. Посредством компьютерных симуляций взаимодействия протезов с наклонной поверхностью проведен сравнительный анализ различных вариантов конструкции протеза нижней конечности в одинаковых условиях. Полученные результаты показали, что данное конструкторское решение работоспособно и как минимум на 14,4 % эффективнее стандартных конструкций, имеющих одну прорезь в пружинном элементе, и на 44,5 % эффективнее конструкций, не имеющих прорезей в пружинных элементах, при взаимодействии с пересеченной местностью и наклонными поверхностями.

Об авторах

Иван Михайлович Борисов

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: dvsgood@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2347-7306

бакалавр, магистрант кафедры CМ-13 «Ракетно-космические композитные конструкции»

Российская Федерация, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

Сергей Васильевич Резник

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: sreznik@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4837-6993

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой CМ13 «Ракетно-космические композитные конструкции»

Российская Федерация, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

Список литературы

  1. Yakobson YaS, Kuzhekin AP, Samoilov DV, Shishkin BV. Energy safety in prosthetic feets. Russian Journal of Biomechanics. 1999;3(2):129. (In Russ.)
  2. Osipenko MA, Nyashin YI, Rudakov RN. Mathematic simulation and optimization of prosthetic feet construction. Russian Journal of Biomechanics. 1999;3(2): 87–88. (In Russ.)
  3. Nevruev D. Modernization of prosthetic feet construction. Technology and Processing of Modern Polymer Materials: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference. 2017;3:63–66. (In Russ.)
  4. Nevruev D, Shestopalov V, Uldanov A. The question of modernization of prosthetic feet construction. 2017; (33–1):47–49. (In Russ.) https://doi.org/10.18411/lj-25-12-2017-18
  5. Song Y. Performance test for laminated-type prosthetic foot with composite plates. Int. J. Precis. Eng. 2019;20(10):1777–1786. https://doi.org/10.1007/s12541-019-00156-3
  6. Abbas SM, Resan KK, Muhammad AK, Al-Waily M. Mechanical and fatigue behaviors of prosthetic for partial foot amputation with various composite materials types effect. International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2018;9(9):1–8.
  7. Zou D, He T, Dailey M, Smith K, Silva MJ, Sinacore DR, Mueller MJ, Hastings MK. Experimental and computational analysis of composite ankle-foot orthosis. J. Rehabil. Res. DeV. 2014;51(10):1525–1536.
  8. Noroozi S, Sewell P, Abdul Rahman AG, Vinney J, Chao OZ, Dyer B. Modal analysis of composite prosthetic energy-storing-and-returning feet: an initial investigation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part P: Journal of Sports Engineering and Technology. 2013;227(1):39–48. https://doi.org/10.1177/1754337112439274
  9. ANSYS Composite PrepPost User’s Guide. Canonsburg; 2013.
  10. Bulanov IM, Vorobey VV. Technology of rocket and aerospace structures made of composite materials. Moscow: Bauman Moscow State Technical University Publ.; 1998. (In Russ.)
  11. Bataev AA, Bataev VA. Composite materials: structure, receipt, application. Novosibirsk: NSTU Publ.; 2002. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».