МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БЛОКИРУЕМЫХ ШТИФТОВ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ («Наука и здравоохранение», 2026)
Введение. Внедрение и использование новых типов ортопедических конструкцийпредполагает решение сложных биомеханических, биофизических, технологических проблем. Внастоящей статье рассматривается математическая модель штифта, описанная с помощьюметода конечных элементов, и имитация явлений, происходящих в этой системе с течениемвремени.Материалы и методы. На первом этапе определяем и выполняем геометрию 3D модели. Взависимости от выбора геометрии проводим построение модели. На втором этапе необходимоопределить форму и размеры конечных элементов для наложения на модель расчетной сетки.На этапе задания механических и прочностных свойств указываются состав материала, егоплотность, модуль упругости, температура системы во время эксперимента. Для реализациигеометрической модели были выбраны два вида штифтов: исследуемый эластичныйблокируемый штифт (образец 1) и блокируемый интрамедуллярный стержень фирмы ChM(образец 2). Разбиение сетки проводили стандартной процедурой, встроенной в программныйпакет SolidWorks.Результат. Минимальное значение напряжения в образце 1 в 2200 раз меньше, чем вобразце 2. Максимальное значение напряжения в образце 1 в 14 раз меньше по сравнению созначением в образце 2. В образце 2, при аналогичном сравнении, получаем максимальноенапряжение в 3,2 раза меньшее предела текучести. Таким образом, образец 1 обладаетзначительным запасом прочности, что позволяет использовать его при больших нагрузках и,соответственно, применять для пациентов с большей массой тела.В образце 1 верхняя часть испытывает минимальные напряжения, а нижние составные частинагружены немного больше, однако распределение напряжение по всей их длине равномерное ина порядок ниже, чем в образце 2. Максимальное напряжение приходится на нижнюю часть вместе крепления штифта блокирующим винтом. Такое распределение напряжений и ихневысокие значения, по нашему мнению, связаны с особенностью составной конструкцииобразца 1.Заключение. Эластичный блокирующий штифт обладает повышенными прочностными иэксплуатационными характеристиками по сравнению со стержнем фирмы ChМ.