Динамика вибрационного устройства для определения упруго-диссипативных свойств кожи

• Автор: Шеполухин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 168 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1. Структура кожи и ее механические свойства
1.2. Методы исследования механических свойств кожи человека
1.2.1 Основные термины
1.2.2 Основные способы исследования.
1.2.2.1. Статические методы.
1.2.2.2. Динамические методы
1.2.2.3 Акустические методы
1.3. Цели и задачи исследования.
II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО - КОЖА»
2.1. Обобщенная математическая модель динамики взаимодействия вибрационного устройства и исследуемого объекта на основе дискретных упруго-диссипативных элементов.
2.1.1. Разработка математической модели.
2.1.2. Разработка методики численного интегрирования
уравнений динамики.
2.1.3. Результаты вычислительного эксперимента.
2.1.3.1. Исследование зависимости изменения спектра для оценки влияния диссипативных параметров системы при возбуждающем гармоническом сигнале.
2.1.3.2. Исследование зависимости изменения сдвига фазы установившегося гармонического сигнала вибровозбудителя и контактного элемента от частоты вынуждающего воздействия для оценки влияния диссипативных параметров
2.1.4 Математическая модель баллистометрического способа

2.1.5 Математическая модель с присоединенным упругим элементом £
2.2. Обобщенная математическая модель динамики взаимодействия вибрационного устройства и исследуемого объекта с позиций механики сплошных сред
2.2.1. Элементы модели
2.2.1.1. Потенциалы работы деформации
2.2.1.2. Подвес индентора
2.2.1.3. Контактный элемент
2.2.2. Результаты решения
2.3. Выводы по главе
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Общий алгоритм экспериментальных исследований.
3.2. Экспериментальная установка для исследования алгоритма идентификации при помощи вынужденных колебаний
3.2.1. Описание экспериментальной установки
3.2.2. Используемый датчик
3.2.3. Экспериментальные исследования
3.2.4. Сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований и численного моделирования
3.3. Экспериментальная установка для исследования алгоритма идентификации при помощи свободных затухающих колебаний
3.3.1. Описание экспериментальной установки
3.3.2. Используемый датчик
3.3.3. Экспериментальные исследования
3.4. Выводы по главе
IV. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ
4.2. Устройство для определения механических свойств кожного покрова человека баллистометрическим способом

4.3. Устройство для определения механических свойств кожного покрова человека способом присоединения упругого элемента
4.3. Устройство для определения механических свойств кожного покрова человека при помощи вынужденных колебаний
4.5. Выводы по главе 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

диапазона распространяются со скоростями 10-1000 м/с, что обусловлено низким значением модуля сдвига G 111.
Особое внимание к использованию поверхностных волн в медикобиологических исследованиях связано с тем, что в отличие от продольных волн, скорость которых зависит от молекулярного состава среды, скорость сдвиговых волн на низких частотах (102-104Гц) зависит как от молекулярного состава среды, так и от особенностей взаимодействия на более высоких уровнях её организации. Незначительные изменения в состоянии сред могут приводить к существенному изменению модуля сдвига и, соответственно, скорости поверхностных сдвиговых волн.
Благодаря тому, что поверхностная волна распространяется вдоль поверхности, такой вид механических возмущений предпочтителен именно для изучения свойств именно кожи и её структур в нормальном состоянии и при развитии тех или иных патологических процессов.
Литература по акустическим свойствам биологических тканей человека весьма обширна. Здесь и сборники материалов, например /20, 96, 2/, диссертации /1,5,9, 26, 33, 41/ и многочисленные статьи в отечественных и иностранных журналах и сборниках.
При выполнении исследований акустическим методом в одном щупе создаётся возмущение (особенности возбуждения релеевских и сдвиговых волн обсуждены в работе /27/) и регистрируется в другом.
В созданном, в основном усилиями российских ученых, ручном варианте акустического прибора АСА (ASA — Acoustic Skin Analyzer) используются щупы с поверхностью прямоугольной формы размером 3x1 мм (рис. 1.15.). Щупы расположены на концах пьезоэлементов.