Numeryczna symulacja stanu naprężeń i odkształceń w pincetach do zastosowań medycznych

Proces projektowania pincety wymaga optymalizacji wielu parametrów, należy rozważyć wiele funkcji, jakie powinna spełniać, a także uwzględnić ograniczenia projektowe. Należy również uwzględnić hierarchię ich ważności. W niniejszej pracy zaprezentowano część metodyki rozwiązania tego typu problemów. Zaprezentowane w pracy procedury analizy pincet pozwalają na dokładne określenie wymiarów geometrycznych zgodnie z wymaganiami funkcjonalnymi, jakie musi spełnić pinceta. Prezentowana analiza numeryczna opisuje nieznaczny obszar zastosowań pincet, jednak zastosowany algorytm postępowania można dostosować do każdego typu pincet. Przeprowadzone obliczenia pozwalają na określenie parametrów geometrycznych w stosunku do oczekiwanej sztywności sprężyny. Wykresy opracowane na podstawie obliczeń są pomocne na etapie projektowania pincety. Obliczenia numeryczne zwróciły uwagę na istotny problem zmiany powierzchni kontaktu w funkcji obciążenia. Zaobserwowane zjawisko może źle wpływać na funkcjonowanie pincety w przypadku braku uwzględnienia go na etapie projektowania narzędzia.

In order to design forceps properly it is necessary to optimise many parameters and consider the functions which it should fulfil. Of course, some simplifications are necessary respecting calculation methodology. In the paper, the solution procedure of such a problem has been presented. The presented solution allows for the precise determination of the geometrical dimensions according to the functional requirements that forceps should fulfil. The presented numerical analysis describes the small range of forceps application but the algorithm used can be applied in any other type of forceps. The carried out calculations allow for determination of the geometrical parameters with reference to the expected spring rate. The charts elaborated on the basis of the calculations are very useful during the stage of forceps design. The numerical calculations show, the essential problem, namely, the change in contact surface as a function of load. The observed phenomenon can badly affect the forceps functioning.