Оптимізація процесу високочастотного зварювання кісткових тканин
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Неживий, Максим Михайлович
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
У магістерської дисертації досліджуються вплив теплових процесів у зоні
електрозварювання із врахуванням різних комбінацій параметрів.
Високочастотне електрозварювання тканин, визнано перспективним методом,
що дозволяє досягти високої якості з’єднання, мінімальної травматичності та
швидкого відновлення пацієнтів. Проте процес електрозварювання кісткових
тканин залишається складним завданням через неоднорідність їх фізичних і
хімічних властивостей, що потребує оптимізації параметрів зварювання, вибору
припоїв і електродів.
Розвиток технологій електрозварювання активно вивчається в контексті
зварювання м’яких тканин. Для кісткових структур основні дослідження
спрямовані на забезпечення рівномірного прогріву та вибір матеріалів припою,
таких як альбумін, колаген і кальцій-фосфат. Проте недостатньо досліджено
вплив геометрії електродів, товщини припою та його матеріалу на теплові
характеристики процесу.
Мета роботи: аналіз залежностей між тепловими характеристиками моделі
високочастотного електрозварювання кісткових тканин та ключовими
параметрами процесу, такими як товщина припою, тип припою та геометрія
електродів, з метою оптимізації умов зварювання.
Для досягнення мети були поставлені такі задачі:
1. Провести огляд літературних джерел, присвячених
електрозварюванню кісткових тканин, вибору припоїв та електродів для
моделювання.
2. Обрати програмне середовище для проведення чисельного
моделювання.
3. Визначити геометричні параметри електродів (форми та розміри), а
також варіанти товщини та типу припою для дослідження.
4. Провести моделювання теплових процесів у зоні електрозварювання
із врахуванням різних комбінацій параметрів.
5. Проаналізувати отримані результати моделювання та сформулювати
рекомендації щодо оптимізації параметрів процесу.
Об’єкт дослідження: процес високочастотного електрозварювання
кісткових тканин.
Методи дослідження. Для досягнення мети роботи було використано
методи чисельного моделювання в середовищі Ansys Workbench. Моделі
включали багатошарову структуру кісткової тканини (окістя, компактна та
губчаста кістка) і шар припою. Параметри моделювання включали варіації
товщини припою, його матеріалу та геометрії електродів. Аналіз розподілу
температури здійснювався методом кінцевих елементів.
Наукова новизна. У роботі вперше проведено комплексне дослідження
впливу товщини припою, типу припою та геометрії електродів на теплові
характеристики процесу високочастотного електрозварювання кісткових
тканин. Отримані результати дозволили визначити оптимальні параметри
процесу, що забезпечують рівномірне прогрівання
Опис
Ключові слова
високочастоне зварювання, кістка, електрод, Ansys, SolidWorks, температура, струм., high-frequency welding, bone, electrode, Ansys, SolidWorks, temperature, current.
Бібліографічний опис
Неживий, М. М. Оптимізація процесу високочастотного
зварювання кісткових тканин : магістерська діс. 163 Біомедична інженерія / Неживий Максим Михайлович. -Київ, 2024. - 80 с.