Биомедицинская инженерия и электроника
Электронный научный журнал

Технические науки
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭФФЕКТА И ЭФФЕКТА БЛИЗОСТИ ПРИ СВАРКЕ ЖИВЫХ ТКАНЕЙ
Дубко А.Г. 2, Лебедев А. В. 1, Бондаренко О. Ф. 1

1. Национальный технический университет «Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского»
2. Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины

Резюме:

Електрозварювання живих тканин застосовується майже у багатьох областях у хірургії. Зменшуються час операції, втрати крові, ймовірність післяопераційних ускладнень. Її зручно використовувати там, де складно чи не можна використовувати нитки, кліпси, дужки. Зварювання провадиться на частотах від 100 кГц до 15 МГц. На високих частотах відбувається витіснення струму поверхні провідника. Це називається поверхневим або скін-ефектом. Нерівномірний розподіл струму в біологічній тканині при зварюванні може спричинити утворення дефектів у зварному шві. Комп´ютерне моделювання дозволяє визначити щільність струму, напруженість електричного поля, температуру тканини при зварюванні з урахуванням поверхневого ефекту. Комп´ютерне моделювання проводилося серед MATLAB і SolidWorks. Моделювання в MATLAB дозволяє повніше врахувати всі особливості процесів. Моделювання в SolidWorks зручно використовувати при конструюванні електрозварювальних інструментів, розробки технологій зварювання, тому що створення технічної документації, механічне, електромагнітне та теплове моделювання виробляються в одному середовищі. У статті наведено огляд літератури з моделювання поверхневого ефекту при зварюванні живих тканин. Для зменшення впливу поверхневого ефекту використовуються інструменти із спеціальною формою електродів. Мінімальна товщина тканини, що зварюється, може становити десятки мікрон. Тому значний вплив на щільність струму має також ефект близькості електродів. Найменші щільності струмів усередині електродів та тканини та на кінці електродів. Максимальні щільності струмів більші за мінімальні в 10 разів. Це викликано дією скін-ефекту та ефекту близькості. Максимальна температура всередині тканини в кілька разів перевищує мінімальну температуру на краях електродів. Результати дослідження можуть бути корисними при проектуванні обладнання, інструментів та технологій зварювання живих тканин. Комп´ютерне моделювання дозволяє у багатьох випадках відмовитися від експериментів на піддослідних тваринах та прискорює дослідження та проектування обладнання.

Ключевые слова: сварка живых тканей, поверхностный, эффект близости


Библиографическая ссылка

Дубко А.Г. 2, Лебедев А. В. 1, Бондаренко О. Ф. 1 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭФФЕКТА И ЭФФЕКТА БЛИЗОСТИ ПРИ СВАРКЕ ЖИВЫХ ТКАНЕЙ // Биомедицинская инженерия и электроника. – 2021. – № 2;
URL: www.es.rae.ru/biofbe/223-1229 (дата обращения: 16.06.2024).


Код для вставки на сайт или в блог

Просмотры статьи

Сегодня: 387 | За неделю: 387 | Всего: 387


Комментарии (0)


Сайт работает на RAE Editorial System