http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=18ac7c1b-2654-412c-bdd9-a430190a09a1&print=1
© 2024 Российская академия наук
Сотрудниками Института механики
металло-полимерных систем НАН Беларуси и лаборатории механики полимерных
композиционных материалов (ЛМПКМ) ИФПМ СО РАН проведено моделирование
бионически адекватных антифрикционного и соединительного слоев эндопротеза
сустава.
Для этого выполнен анализ напряженно-деформированное
состояние антифрикционного и соединительного слоев эндопротеза сустава,
имитирующих их биологические прототипы: суставной хрящ и соединительную ткань
между суставом и костью. Соответствующая задача теории упругости рассмотрена в
пространственной постановке в предположении о макроскопической однородности,
трансверсальной изотропии и малой толщины указанных функциональных слоев в
сравнении с характерным размером зоны действия поверхностных нагрузок.
Общее решение для произвольных граничных условий
получено в виде ряда по степеням малого параметра, равного отношению толщины слоя
к радиусу зоны контакта. Полученное решение обеспечивает более точные расчетные
оценки параметров напряженно-деформированного состояния (рис. 1), чем
известные модели упругих оснований Вин-клера и Пастернака.
Дано обобщение разработанных микромеханических
моделей для описания деформирования градиентных приповерхностных слоев
полимерного эндопротеза сустава.
![1-1. (jpg, 49 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=af6d679f-27ea-4abe-9b95-a256e0d5ddf9)
Рис. 1. Зависимость относительного
значения максимального сдвигового напряжения (а) и относительного значения
максимального по глубине осевого напряжения (б) от параметра толщины слоя из
трансверсально-изотропного (сплошная кривая) и изотропного (пунктир) материала.
Работа выполнена к.т.н. С. В. Шилько,
к.т.н. Д. А. Чернусом и д.т.н С. В. Паниным в
рамках при финансовой поддержке БРФФИ-РФФИ (проекты № 20-58-00032 (Т20Р-223) и
Т21ЭT-016), а также государственного задания ИФПМ СО РАН, проект
FWRW-2021-0010.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Mesomechanics (Q2 Scopus).
Источник: ИФПМ СО РАН.