Анализ статических напряжений конструкции перфоратора для минифлебэктомии

Анализ статических напряжений конструкции перфоратора для минифлебэктомии

Шаронов П.А., Лукьянова В. О., студент 3 курса бМВТМ-31

Кафедра «Физическое материаловедение и биомедицинская инженерия»

Научный руководитель: Гоц И.Ю., Пичхидзе С.Я.

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.,

г. Саратов

e-mail:gozt2001@mail.ru

Аннотация

В работе проведен анализ возможности использования медицинской нержавеющей стали в качестве материала регулируемого упора и ручки перфоратора для минифлебэктомии. Проанализировано напряженно-деформированное состояние составных элементов разработанного перфоратора, которое позволило определить необходимые параметры статических напряжений и перемещений при нагрузке 1,5 Н. Также было доказано, что при пассивации  нержавеющей медицинской стали поверхность приобретает антибликовые и антимикробные свойства.

Ключевые слова: перфоратор, минифлебктомия, стерилизация, напряженно-деформированное состояние.

Целью данной работы являлась разработка и анализ используемых технологий при создании новой конструкции перфоратора для минифлебэктомии.

Компьютерное моделирование разработанной модели перфоратора для минифлебэктомии осуществлялось с помощью программы SolidWorks2014 и позволило провести оценку напряженно-деформированного состояния его составных элементов.

По модельному эксперименту нагрузка в размере 1,5 H прикладывалась к игле перфоратора, далее анализировалось перемещение иглы (рис. 1 а) и напряжение, возникающее в перфораторе (рис. 1 б).

[pic 1]

Рис.1. Статический анализ перемещений иглы перфоратора, мм (а) и узлового напряжения по Мизесу (б), предел текучести равен 620 МПа

По результатам исследования выявлено наибольшее смещение, составляющее 1,5∙10-2 мм. Данное смещение не деформирует иглу. Максимальное напряжение составляет 55 МПа, что примерно в 11 раз меньше предела текучести иглы из нержавеющей стали, результаты расчета представлены в таблице 1.

Анализ антимикробной активности медицинской нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т по ТУ 3-1002-77 проводился по распределению взвеси микроорганизмов вокруг пластин. Распределение взвеси микроорганизмов указывало на то, что пластины, без покрытия и подвергшиеся пескоструйной обработке электрокорундом Al2O3, не имеют антибактериальный эффект, в отличие от образцов, которые подверглись не только пескоструйной обработкой электрокорундом Al2O3, но электрополированию и пассивации, а также образцов с термическим оксидированием.

Таблица 1. Значения отклонений (мм) и напряжений по Мизесу (Н/мм2)

Для определения оптимального режима паасивации была построена зависимость плотности тока (j) в гальванической ванне от времени обработки (t) (рис. 2).