Расчет напряженно-деформированного состояния двигательного сегмента позвоночника при нагрузках

Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014. Т. 48. № 5. С. 51–57.

Чумаченко Е. Н., Логашина И. В.

Предложена математическая модель, позволяющая анализировать напряженно-деформированное состояние в элементах позвоночного столба при продольных и поперечных нагрузках, вызванных изменением гравитационного поля и/или действиями пилота высокоскоростного летательного аппарата в условиях пилотажной перегрузки. Разработан алгоритм решения, позволяющий учитывать изменение давления в межпозвонковом диске и форму фиброзного кольца при нагрузках, близких к критическим. Компьютерная реализация поставленной задачи и расчеты напряженно-деформированного состояния сегмента позвоночника выполнены с помощью вычислительного комплекса SPLEN, разработанного фирмой КОММЕК Лтд. Для анализа напряженно-деформированного состояния позвоночного сегмента были рассмотрены 2 варианта внешней нагрузки: нормальная и односторонняя с изгибающим моментом. Были найдены предельно допустимые нагрузки на сегмент позвоночника, получена картина распределения интенсивности напряжений, средних напряжений, искажения сегментов позвоночника и поля параметров разрушения. Построенные компьютерные модели могут быть положены в основу разработки методики прогнозирования характерных травм позвоночника при различных вариантах экстремальных нагрузок и патологиях.

Ключевые слова: математическое моделирование, биомеханика, позвоночник