Hinweis: Dieser Artikel wurde auf Ukrainisch verfasst und veröffentlicht und ist eine Übersetzung des Originals, das hier veröffentlicht wurde.
Der Vortrag wurde 2016 auf einer Veranstaltung der Autodesk University gehalten. Im Folgenden finden Sie eine Abschrift des Berichts "Conducting Multivariate Studies for Prosthetic Problems Using Nastran In-CAD" mit geringfügigen Änderungen
Grüße an alle. Im Internet finden Sie eine ganze Menge Materialien, die davon berichten, wie gut und wunderbar alles (in Bezug auf die Verwendung von Autodesk-Berechnungsprogrammen) in verschiedenen Branchen ist. Der Aktuelle wird nicht aus der Reihe tanzen, aber er wird Ihnen die Möglichkeit geben, das CAE von Autodesk zu betrachten – aus einem ungewöhnlichen Blickwinkel und nicht ganz der erwarteten Branche. Schließlich sprechen sie in der Regel davon, wie nützlich Berechnungen im Maschinenbau, im Bauwesen, in der Architektur und in anderen verwandten Bereichen sind. Der aktuelle Bericht widmet sich der Biomechanik und der Berechnung in der Medizin. Ich möchte darauf hinweisen, dass alle Abbildungen im Bericht mit Autodesk-Lösungen erstellt wurden.
Leider ist die Medizin ein eher geschlossenes Feld, manchmal sogar geschlossener als das Militär, die Luft- und Raumfahrt und einige andere. Daher sind diese Berechnungen (und die Entscheidungen, die auf ihrer Grundlage getroffen werden) sehr wichtig und komplex, und das menschliche Leben hängt (oft) von ihnen ab – und nicht nur von großen Summen, die (als Ergebnis falscher Entscheidungen) mit einem Kupferbecken bedeckt werden, wenn die nächste Rakete nicht so fliegt, wie sie sollte. Und am wichtigsten ist, dass die Ergebnisse manchmal schon fast sofort spürbar sind. Das heißt, sie operierten zum Beispiel erfolglos und eine große Anzahl unzufriedener Verwandter möchte dem unglücklichen Arzt erklären, wo genau er sich geirrt hat. Nun, da der Bericht der Medizin gewidmet ist, wird er Humor enthalten. Es tut mir leid. Es wird ein bisschen schwarz sein. Eigentlich kann man in der Medizin nicht auf schwarzen Humor verzichten.
- Institut für Pathologie der Wirbelsäule und Gelenke. Prof. M.I. Sitenko, Akademie der medizinischen Wissenschaften der Ukraine
- Forschungszentrum "Tensor" Nationale Technische Universität "Polytechnisches Institut Charkiw"
Das wissenschaftliche Zentrum unserer Universität, an der ich arbeite, ist einigen ukrainischen Lesern (in Abwesenheit) möglicherweise bekannt, da ich auf vielen lokalen Autodesk-Konferenzen und -Veranstaltungen darüber gesprochen habe. Das Zentrum beschäftigt sich also nicht nur mit Aufgaben im Maschinenbau. Insbesondere sind dies auch die Probleme der Biomechanik. Natürlich tun wir dies nicht allein, da wir keine Ärzte sind, sondern in Zusammenarbeit mit dem Sitenko-Institut, das über eine Reihe erfahrener Chirurgen, Orthopäden, Prothetiker sowie weitere medizinische Einrichtungen verfügt. Natürlich ist jeder in einer solchen Zusammenarbeit für seinen Kompetenzbereich verantwortlich.
- Der Platz von SAE in der modernen Medizin
- Die Komplexität des Prothesenproblems aus Sicht der Computermechanik
- Problemstellung der multivariaten Forschung
- Einige der in Nastran In-CAD erzielten Ergebnisse
Der Inhalt des Berichts ist auf der Folie angegeben. Sie besteht aus vier Punkten. Achten wir zunächst auf zwei Punkte: wie CAE und Berechnungen (physikalische Simulationen) in der Medizin eingesetzt werden und wie komplex die medizinischen Aufgaben am Beispiel der Prothetik selbst sind.
Die vorgeschlagenen Beispiele wurden in Autodesk Inventor Nastran berechnet (zum Zeitpunkt des Inventor-Nastran-Berichts). Trotz der Tatsache, dass sich dieses Softwarepaket in erster Linie auf die Problemlösung in der Luft- und Raumfahrt konzentriert, wie in früheren Berichten erwähnt, kann auch die Medizin davon profitieren.
- Entwicklung medizinischer Geräte
- Entwicklung von Miniatur-Wearables
- Pharma
- Virtuelles Labor "Man
- Sport
- Hygiene
Wo werden also Berechnungen in der modernen Medizin angewendet? Eigentlich überall. Absolut überall. Obwohl dies ein schöner Satz ist, bedarf es von Illustrationen, einer Bestätigung und einer detaillierteren Erklärung.
- Entwicklung medizinischer Geräte
- Steifigkeit von Powerframes und Elementen:
- Krankenwagen
- Medizinische Möbel
- Medizinische Bildgebungs- und Diagnosegeräte (MRT, Ultraschall)
- Ausrüstung für die Sanierung
- Reifen, Klemmen
- Laborgeräte
- Kunststoffelemente von Gerätegehäusen
Jede Konstruktion (einschließlich der medizinischen) enthält bestimmte Leistungselemente. Beispiele für solche Konstruktionen im Zusammenhang mit der Medizin können sein:
- Krankenwagen
- Medizinische Möbel
- Diagnosegeräte (z. B. dasselbe MRT).
Und Sie müssen für sie Berechnungen durchführen. Trotz der Tatsache, dass es sich um Leistungselemente handelt, sind nicht immer Festigkeitsberechnungen erforderlich. Bei verschiedenen Laborgeräten, die für die Untersuchung am Menschen verwendet werden, ist beispielsweise nicht so sehr die Festigkeit wichtig, sondern die Gewährleistung hoher Genauigkeit. Daher sollte die Struktur so steif wie möglich sein, ein Minimum an Spiel aufweisen und sich im Allgemeinen kaum unter Belastung durch das Patientengewicht biegen. Eine solche Aufgabe ähnelt in gewisser Weise denen, die Entwicklern und Herstellern hochpräziser Maschinen gestellt werden.
Im Folgenden stammen einige Bilder nicht immer aus dem medizinischen Bereich, und die "Bilder" werden beispielsweise nach ihrem Inhalt ausgewählt. Aber alles wird in Autodesk-Lösungen erledigt.
- Entwicklung medizinischer Geräte
- Steifigkeit von Powerframes und Elementen:
- Krankenwagen
- Medizinische Möbel
- Medizinische Bildgebungs- und Diagnosegeräte (MRT, Ultraschall)
- Ausrüstung für die Sanierung
- Reifen, Klemmen
- Laborgeräte
- Kunststoffelemente von Gerätegehäusen
Auch bei der Entwicklung verschiedener medizinischer Geräte werden nicht nur Leistungsrahmen entwickelt und berechnet, sondern beispielsweise auch die Gasdynamik in elektronischen Geräten und die Verteilung von Temperaturfeldern. Auch verschiedene magnetische Effekte werden häufig evaluiert. Generell wird fast alles erforscht, was möglich ist.
- Entwicklung medizinischer Geräte
- Steifigkeit von Powerframes und Elementen:
- Krankenwagen
- Medizinische Möbel
- Medizinische Bildgebungs- und Diagnosegeräte (MRT, Ultraschall)
- Ausrüstung für die Sanierung
- Reifen, Klemmen
- Laborgeräte
- Kunststoffelemente von Gerätegehäusen
Insbesondere, weil es jetzt sehr in Mode ist, verschiedene "schöne" Geräte herzustellen. Das heißt, nicht nur funktional, sondern auch optisch ansprechend. Es ist auch wichtig, dass Kunststoff fast immer für die Herstellung von Koffern verwendet wird. Und dementsprechend werden für Körperteile nicht nur die Berechnung der Festigkeit und Steifigkeit, sondern auch die Berechnung des Verschüttens durchgeführt. Dies ist der Anwendungsbereich der Software Autodesk Moldflow (derzeit verfügt auch Autodesk Fusion über ähnliche Funktionen). Es ermöglicht Ihnen, viel zu tun, einschließlich der Bewertung der Wahrscheinlichkeit von Mängeln, und die Dicke verschiedener Strukturteile zu reduzieren und dadurch (Reduzierung des Gewichts, fehlerfreie Produktion, Vereinfachung der Fertigungstechnologie) bei Bedarf die Kosten zu senken.
Bisher sprechen wir über Berechnungen, die für Maschinenbauern sehr nah und verständlich sind.
- Entwicklung von Miniatur-Wearables
- Medizin
- Hightech
Hinweis: Dieser Artikel wurde auf Ukrainisch verfasst und veröffentlicht und ist eine Übersetzung des Originals, das hier veröffentlicht wurde.
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