Проектування ефективних протезних кінцівок вимагає розуміння навантаження та стресів, які вони зустрінуться під час використання. Точні розрахунки забезпечують довговічність, безпеку та комфорт для користувачів. Дана стаття забезпечує покроковий підхід до розрахунку навантаження та стресу при протезуванні кінцівок.

Розуміння типів навантаження

Навантаження на протезні кінцівки можна класифікувати в статичні та динамічні типи. Статичні навантаження – постійні сили, такі як вага тіла, при цьому динамічні навантаження залучають рухи та ударні сили під час проведення заходів, як ходьба або ходьба.

Розрахунок на прикладні навантаження

Для визначення нанесених навантаження слід враховувати вагу користувача, рівень активності та гай. Наприклад, під час ходьби максимальне навантаження може бути оцінено як багаторазова вага тіла. Використовуйте біомеханічні дані для рефінування цих оцінок для конкретної діяльності.

Аналіз стресу в протезних компонентах

Стрес розраховується шляхом поділу на застосовану силу за поперечно-секційною площею компонента. Формула:

Stress = Примус / Область

Матеріалові властивості, такі як міцність і обмеження втоми, потім порівнюються з розрахованим на стрес для оцінки запасів безпеки.

Приклад розрахунку

Надаючи простетичну кінцівку, відчувається максимальне навантаження 500 Н при дії. Якщо міжсекційне місце компонента становить 10 мм2, стрес:

Stress = 500 N / 10 мм2 = 50 N / мм2

Ця вартість є в порівнянні з силою матеріалу, щоб визначити, якщо компонент може витримати навантаження безпечно.