Projekt połowicznej, prostej endoprotezy stawu biodrowego w programie SOLIDWorks.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Projekt połowicznej, prostej endoprotezy stawu biodrowego w programie SOLIDWorks."

Maja Osińska
8 lat temu
Przeglądów:

1 1 Projekt połowicznej, prostej endoprotezy stawu biodrowego w programie SOLIDWorks. Rysunek. Widok projektowanej endoprotezy według normy z wymiarami charakterystycznymi.

2 2

3 3 Rysunek. Ilustracje pomocnicze z oznaczeniami pomocniczymi linii, punktów i łuków.

4 4 Otwórz program SolidWorks. Kliknij na ikonę Nowy (Ctrl+N), Wybierz Reprezentacja 3D pojedynczego komponentu projektu SZKIC A (oznaczenie pomocnicze do potrzeb omówienia i ponumerowania kolejnych czynności nie związana ze sposobem oznaczania w programie SolidWorks). 1. Wybierz płaszczyzna przednia (drzewo operacji). 2. Wstaw linię (L1) (pasek Szkic) od początku układu współrzędnych, 3. Ustaw we właściwościach linii (Menadżer właściwości): linia konstrukcyjna, nieruchoma, długość 80 mm, kąt 218 o (SNA). Początek układu to punkt C endoprotezy.

omówienia i ponumerowania kolejnych czynności nie związana ze sposobem oznaczania w programie SolidWorks). 1.

5 5 4. Wstaw pionową linię (L2), ustaw we właściwościach linii: linia konstrukcyjna. 5. Wybierz wymiar inteligentny ustaw odległość poziomą od początku układu do linii pionowej (L2) 35 mm (wymiar B). Wstaw punkt (O) w dowolnym miejscu szkicu (unikaj relacji). 6. Dodaj relację linia (L1) punkt O wspólne. 7. Wybierz wymiar inteligentny. Ustaw odległość punktu C od O 28 mm (wymiar N). 8. Wstaw linię konstrukcyjną (R). dodaj relację punkt O linia (R) wspólne. Kliknij na linię i ustaw we właściwościach linii kąt 315 o ( ). 9. Wybierz wymiar inteligentny i ustaw odległość punktu (T) końca linii (L2) od O 110 mm (S). 10. Wybierz wymiar inteligentny i zmierz odległość końca T linii (L2) od punktu C (odległość CT). 11. Wstaw pionową linię konstrukcyjną (L4) z lewej strony linii (L2) ustaw odległość linii (L2) od (L4) na 9 mm. 12. Wstaw pionową linię konstrukcyjną (L5) z prawej strony linii (L2) ustaw odległość linii (L2) od (L5) na 9 mm. 13. Wstaw linię konstrukcyjną (L6). Ustaw długość linii 16 mm. 14. Dodaj relację punkt (C), linia (L6) punkt środkowy. Dodaj relację linia (L1) linia (L6) prostopadłe. 15. Wstaw poziomą linię konstrukcyjną (L7). Ustaw długość linii 18 mm. Dodaj relację punkt (T), linia (L7) punkt środkowy.

Wstaw linię konstrukcyjną (R). dodaj relację punkt O linia (R) wspólne. Kliknij na linię i ustaw we właściwościach linii kąt 315 o ( ). 9.

6 6 16. Wstaw punkt (K) na linii (L2), ustaw odległość od punktu (T) 0.1*CT=13.2 mm. 17. Wstaw poziomą linię konstrukcyjną (L8). Dodaj relację punkt K, linia (L8) punkt środkowy. Ustaw długość linii 18 mm. 18. Wyjdź ze szkicu. SZKIC B 1. Wybierz płaszczyzna przednia. 2. Wstaw linię (L9) o długości 70 mm. 3. Wstaw łuk styczny (U1). 4. Wyjdź ze szkicu. SZKIC C 1. Wybierz płaszczyzna przednia. 2. Wstaw pionową linię (L10) o długości 90 mm oraz linię (L11). 3. Wybierz punkt łączący linie P1, wstaw zaokrąglenie na 20 mm. 4. Wyjdź ze szkicu.

Wybierz płaszczyzna przednia. 2. Wstaw linię (L9) o długości 70 mm. 3. Wstaw łuk styczny (U1). 4. Wyjdź ze szkicu. SZKIC C 1.

7 7 SZKIC D 1. Wybierz opcję Wstaw z górnego menu, a następnie Geometria odniesienia/płaszczyzna. Pierwsze odniesienie lewy punkt (P2) linii (L8) wspólne, drugie odniesienie prawy punkt (P3) linii (L8) wspólne, trzecie odniesienie linia (L2) prostopadłe. 2. Wyjdź ze szkicu. 3. Kliknij na płaszczyznę płąszczyzna1szkic3d1, i kliknij na ikonę szkic. Wstaw okrąg o środku w punkcie K i promieniu 9 mm (do punktu (P2) linii (L8)). 4. Wyjdź ze szkicu. SZKIC E 1. Wybierz opcję Wstaw z górnego menu, a następnie Geometria odniesienia/płaszczyzna. Pierwsze odniesienie lewy punkt (P4) linii (L6) wspólne, drugie odniesienie prawy punkt linii (L6) wspólne, trzecie odniesienie linia (L1) prostopadłe. 2. Wyjdź ze szkicu. 3. Kliknij na tę płaszczyznę (płąszczyzna1szkic3d2), i kliknij na ikonę szkic. Wstaw okrąg o środku w punkcie C i promieniu 8 mm (do punktu (P3) linii (L6)). 4. Wyjdź ze szkicu 5. Wejdź do szkicu z prawym zarysem endoprotezy (SZKIC B). Wstaw punkt (P6) na linii (R). Dodaj relację punkt (P6) linia (R) wspólne. 6. Wyjdź ze szkicu 7. Wejdź do szkicu z lewym zarysem endoprotezy (SZKIC C). Wstaw punkt (P7) na linii (R). Dodaj relację punkt (P7) linia (R) wspólne. 8. Wyjdź ze szkicu SZKIC F 1. Wybierz płaszczyzna przednia. Wstaw linię (L12) między punktami (P6), (P7), wstaw punkt (P8), Dodaj relację linia (L12) punkt (P8) punkt środkowy. 2. Wstaw linię konstrukcyjną (L13). Dodaj relację punkt (P8) linia (L13) wspólne. Dodaj relację linia (L13) linia (L12) prostopadłe. SZKIC G 1. Wybierz opcję Wstaw z górnego menu, a następnie Geometria odniesienia/płaszczyzna. Pierwsze odniesienie punkt (P6) wspólne, drugie odniesienie punkt (P7) wspólne, trzecie odniesienie linia (L13) prostopadłe. 2. Wyjdź ze szkicu.

Kliknij na płaszczyznę płąszczyzna1szkic3d1, i kliknij na ikonę szkic. Wstaw okrąg o środku w punkcie K i promieniu 9 mm (do punktu (P2) linii (L8)). 4. Wyjdź ze szkicu. SZKIC E 1.

8 8 3. Kliknij na płaszczyznę płąszczyzna1szkic3d3, i kliknij na szkic. Wstaw elipsę o środku w punkcie (P8) do punktu (P7) i drugim promieniu 8 mm. OPERACJA A. 1. Operacje wyciągnięcie po szkicach, profile, dodaj okrąg, elipsę, górny okrąg (SZKICE D,E,G). Krzywe prowadzące lewy kontur, prawy kontur (SZKICE B,C). OPERACJA B. Kliknij powierzchnię górnego okręgu. Wybierz Kopuła, odsunięcie górnego wierzchołka od 2 2 powierzchni szkicu górnego okręgu musi być równa x , 4891 mm, aby promień kopuły wynosił 14 mm. SZKIC H Wybierz płaszczyzna przednia. Wstaw linie łączące punkty (P2),(K) i (T). Wstaw łuk styczny (U2) łączący punkty (P2) i (T). Wyjdź ze szkicu. OPERACJA C. Kliknij na SZKIC H, wybierz operację obrót. Ustaw oś obrotu linia (L2), obrót o 360 o.

9 9 Rysunek. Widok końcowy endoprotezy. Zadanie 1. Zaprojektuj dodatkową głowę, nakładaną na głowę endoprotezy. Dokonaj złożenia nowej głowy i endoprotezy. Analiza Wytrzymałościowa Endoprotezy Wybierz opcje Szkic, kliknij prawym przyciskiem myszki na Szkic1 i sprawdź, czy opcja pokaż/ukryj jest ustawiona na pokaż. Następnie edytuj ten szkic prawym przyciskiem myszki opcja - Edytuj szkic. Wstaw dwie krótkie lnie konstrukcyjne o początku w punkcie C szkicu (początek układu współrzędnych). Zapisz zmiany w szkicu i zamknij szkic. Geometria tego szkicu powinna być widoczna. Wybierz moduł Simulation. Wybierz na pasku modułu opcję Doradca Badania i dalej Nowe Badanie. Nadaj nazwę badania, np. Badanie1. Typ badania: statyczna. Wybierz opcję Materiał. Wybierz materiał Stop Tytanu: Ti-8Al-1Mo-V. Wybierz opcję: Umocowania, Nieruchoma geometria, i zaznacz dolną spód endoprotezy. Wybierz opcję: Obciążenia zewnętrzne: Siła. Wybierz głowę endoprotezy, jako element obciążony, zaznacz opcję: wybrany kierunek i zaznacz wcześniej wprowadzoną poziomą linię linia11@szkic1. Wprowadź wartość siły R x = 2,75 C sin(18 o )= 1925 N sin(18 o ) = 535 N. Upewnij się, że siła jest zwrócona w lewo. Przyjęto C = 700 N. jako siła działająca na endoprotezę podczas stania na jednej nodze osoby o wadze około 80 kg. Wybierz opcję: Obciążenia zewnętrzne: Siła. Wybierz głowę endoprotezy, jako element obciążony, zaznacz opcję: wybrany kierunek i zaznacz wcześniej wprowadzoną pionową linię linia13@szkic1. Wprowadź wartość siły R y = 2,75 C cos(18 o )= 1831 N. Upewnij się, że siła jest zwrócona w dół. Wybierz opcję Uruchom, Utwórz siatkę. Siatkę wygeneruj dla standartowych ustawień, a następnie sprawdź wielkość elementów siatkowych i zmodyfikuj siatkę w razie konieczności. Wybierz opcję Uruchom.

Następnie edytuj ten szkic prawym przyciskiem myszki opcja - Edytuj szkic. Wstaw dwie krótkie lnie konstrukcyjne o początku w punkcie C szkicu (początek układu współrzędnych).

10 10 W rozwijalnej liście właściwości badania można dokonywać modyfikacji parametrów. Klikając prawym przyciskiem myszy na opcję Naprężenie, wybierz Edytuj definicję i zmień jednostki na MPa [N/mm 2 ]. Kliknij na Wyniki i zdefiniuj nowy wykres naprężenia. Zapisz plik pod nowa nazwą. Nacięcia/otwory Wstaw geometria doniesienia/płaszczyzna Pierwsze odniesienie: styczne do ściany endoprotezy Drugie odniesienie: zawiera kierunek pionowy Narysuj elipsę, narysuj półoś elipsy, przytnij elipsę, aby otrzymać półelipsę. Wyjdź ze szkicu

Kliknij na Wyniki i zdefiniuj nowy wykres naprężenia. Zapisz plik pod nowa nazwą.

11 11 Operacja wycięcie przez obrót. Oś obrotu: półos elipsy Wybrane kontury: połowa elipsy Operacja Szyk liniowy Kierunek: oś pionowa Operacje do powtórzenia: wycięcie przez obrót. Operacja Szyk kołowy Oś szyku: okrąg opisujący podstawę endoprotezy, Powtórzenia 10 Kąt : 36 Operacje do powtórzenia: szyk liniowy Skrzydełka boczne Wstaw/geometria odniesienia/płaszczyzna. Pierwsze odniesienie: płaszczyzna prawa. Odległość odsunięcia 40 mm, Szkic 1. W widoku na bok endoprotezy w połowie wysokości trzpienia endoprotezy narysuj elipsę. Wyjdź ze szkicu 1. Operacja/krzywa/rzut krzywej. Szkic do zrzutowania: szkic z elipsą. Ściany rzutu: ściana endoprotezy. W razie konieczności zaznacz opcję odwróć rzut. Wstaw/geometria odniesienia/płaszczyzna. Pierwsze odniesienie: płaszczyzna górna. Odległość odsunięcia tak, aby płaszczyzna przechodziła przez środek rzutu elipsy na ścianę. Szkic 2. Wstaw dwa punkty. Dodaj relacje przebicie wiążącą te punkty i rzut elipsy. Narysuj łuk wychodzący z tych punktów w tej płaszczyźnie. Wyjdź ze szkicu 2. Operacje/powierzchnia wypełnij Granica łaty: rzut elipsy Krzywe ograniczające: łuk ze szkicu 2.

Pierwsze odniesienie: płaszczyzna prawa. Odległość odsunięcia 40 mm, Szkic 1. W widoku na bok endoprotezy w połowie wysokości trzpienia endoprotezy narysuj elipsę. Wyjdź ze szkicu 1.

12 12 Zadanie nr 2. Na podstawie znanych osobniczych parametrów kości udowej zaprojektować kształt endoprotezy.

Podobne dokumenty

Modelowanie części w kontekście złożenia

Modelowanie części w kontekście złożenia W rozdziale zostanie przedstawiona idea projektowania części na prostym przykładzie oraz zastosowanie projektowania w kontekście złożenia do wykonania komponentu