Оптимізація процесу високочастотного зварювання кісткових тканин

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛебедєв, Олексій Володимирович
dc.contributor.authorНеживий, Максим Михайлович
dc.date.accessioned2025-01-13T10:00:08Z
dc.date.available2025-01-13T10:00:08Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractУ 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
dc.description.abstractotherThe master's thesis investigates the influence of thermal processes in the electric welding zone, taking into account various combinations of parameters. High-frequency electric welding of tissues is recognized as a promising method that allows achieving high quality of the connection, minimal trauma and rapid recovery of patients. However, the process of electric welding of bone tissue remains a challenging task due to the heterogeneity of their physical and chemical properties, which requires optimization of welding parameters, choice of solders and electrodes. The development of electric welding technologies is being actively studied in the context of soft tissue welding. For bone structures, the main research is aimed at ensuring uniform heating and the choice of solder materials, such as albumin, collagen, and calcium phosphate. However, the influence of electrode geometry, solder thickness and material on the thermal characteristics of the process has not been sufficiently investigated. The aim of the study is to analyze the dependencies between the thermal characteristics of a model of high-frequency electric welding of bone tissue and key process parameters, such as solder thickness, type of solder, and electrode geometry, in order to optimize welding conditions. To achieve this goal, the following objectives were set: 1. To review the literature on electric welding of bone tissue, the choice of solders and electrodes for modeling. 2. To choose a software environment for numerical modeling. 3. Determine the geometric parameters of the electrodes (shapes and sizes), as well as the thickness and type of solder for the study. 4. Simulate thermal processes in the electric welding zone, taking into account various combinations of parameters. 5. Analyze the modeling results and formulate recommendations for optimizing the process parameters. Object of study: the process of high-frequency electric welding of bone tissue. Research methods. To achieve the aim of the study, we used numerical modeling methods in the Ansys Workbench environment. The models included a multilayer structure of bone tissue (periosteum, compact and spongy bone) and a layer of solder. The modeling parameters included variations in solder thickness, material, and electrode geometry. The temperature distribution was analyzed using the finite element method. Scientific novelty. This work is the first to conduct a comprehensive study of the effect of solder thickness, solder type, and electrode geometry on the thermal characteristics of the high-frequency electric welding process of bone tissue. The results obtained made it possible to determine the optimal process parameters that ensure uniform heating and high quality of the joint.
dc.format.extent80 с.
dc.identifier.citationНеживий, М. М. Оптимізація процесу високочастотного зварювання кісткових тканин : магістерська діс. 163 Біомедична інженерія / Неживий Максим Михайлович. -Київ, 2024. - 80 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/71812
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectвисокочастоне зварювання
dc.subjectкістка
dc.subjectелектрод
dc.subjectAnsys
dc.subjectSolidWorks
dc.subjectтемпература
dc.subjectструм.
dc.subjecthigh-frequency welding
dc.subjectbone
dc.subjectelectrode
dc.subjectAnsys
dc.subjectSolidWorks
dc.subjecttemperature
dc.subjectcurrent.
dc.subject.udc617-7+621.791
dc.titleОптимізація процесу високочастотного зварювання кісткових тканин
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Nezhyvyi_magistr.pdf
Розмір:
1.53 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (БМІ)
Магістерські роботи