satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2021-20-2-101-108sat-2424Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMECHANICAL ENGINEERING АND ENGINEERING SCIENCEПластическое формообразование наконечника концентратора-волновода для ультразвуковой эндоваскулярной абляцииPlastic Shaping of Concentrator-Waveguide Tip for Ultrasound Endovascular AblationДайВэньциDaiWenqi

Аспирант

г. Минск

Minsk

АлексеевЮ. Г.AliakseyeuYu. G.

Кандидат технических наук, доцент

г. Минск

Minsk

КоролёвА. Ю.KorolyovA. Yu.

Кандидат технических наук, доцент

г. Минск

Minsk

БудницкийА. С.BudnitskiyA. S.

Инженер

Адрес для переписки:  Будницкий Алексей Сергеевич – Белорусский национальный технический университет,  ул. Я. Коласа, 24,  220013, г. Минск, Республика Беларусь.  Тел.: +375 17 292-76-78 budnitskiy@park.bntu.by

Address for correspondence:  Budnitskiy Alexey S. – Belarusian National Technical University, 24, Ya. Kolasa str., 220013, Minsk, Republic of Belarus.  Tel.: +375 17 292-76-78  budnitskiy@park.bntu.by

Белорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus202108042021202101108Copyright © Дай В., Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Будницкий А.С., 20212021Дай В., Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Будницкий А.С.Dai W., Aliakseyeu Y.G., Korolyov A.Y., Budnitskiy A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2424

Одним из наиболее эффективных методов лечения внутрисосудистых образований в настоящее время является применение ступенчатых ультразвуковых волноводных систем трубчатого типа (концентраторов-волноводов) с полым сферическим наконечником. Его наличие обеспечивает возможность подачи жидких сред в зону дислокации внутрисосудистого образования с целью дополнительного кавитационного воздействия, а также максимально эффективное разрушение внутрисосудистых образований за счет виброударного воздействия. При существующих особенностях методов формообразования для получения полого сферического наконечника концентратора-волновода целесообразно использовать методы пластического деформирования – раздачу и обжим. В статье представлены результаты предварительного расчета, численного моделирования и экспериментальных исследований процессов формообразования наконечника концентратора-волновода раздачей и обжимом. На основе метода конечных элементов в среде программного комплекса ABAQUS выполнено моделирование операций раздачи и обжима трубной заготовки, позволившее: оценить напряженно-деформированное состояние деформируемого конического участка заготовки, изменение толщины стенки в процессе формоизменения и рассчитать длину заготовки для оформления конического участка; установить закономерности влияния геометрических параметров на силовые режимы процесса раздачи; установить параметры режимов формообразования наконечника концентратора-волновода методом раздачи и обжима, обеспечивающие формирование требуемой геометрии. Полученные результаты предварительного расчета, численного моделирования и экспериментальных исследований процессов формообразования наконечника концентратора-волновода раздачей и обжимом имеют схожие значения, что подтверждает корректность использования как метода предварительного расчета, так и численного моделирования при разработке технологии изготовления концентратора-волновода.

One of the most effective methods of treating intravascular formations at present is the use of stepped ultrasonic waveguide systems of a tubular type (concentrators-waveguides) with a hollow spherical tip, the presence of which makesit possible to supply liquid media to the dislocation zone of an intravascular formation with the aim of additional cavitation effect and as efficiently as possible. destroy intravascular formations due to vibration impact. Based on the results of the analysis on the features of the existing shaping methods for obtaining a hollow spherical tip of the concentrator-waveguide, it is advisable to use methods of plastic deformation – expansion and crimping. The paper presents results of preliminary calculations, numerical modeling and experimental studies of tip shaping processes of the concentrator-waveguide by distribution and crimping. On the basis of the finite element method in the environment of the ABAQUS software package, modeling of the expansion and crimping of a pipe billet was carried out, which has made it possible to: evaluate the stress-strain state of the deformable conical section of the billet, the change in wall thickness during the forming process and calculate the length of the billet for the design of the conical section; to establish the patterns of the influence of geometric parameters on the power modes of the distribution process; to set the parameters of the modes of forming the tip of the concentrator-waveguide by the method of distribution and crimping, which ensure the formation of the required geometry. The obtained results of preliminary calculation, numerical modeling and experimental studies of tip shaping processes of the concentrator-waveguide by distribution and crimping have similar values, which confirms the correctness of using both the method of preliminary calculation and numerical modeling in the development of the technology for manufacturing the concentrator-waveguide.

трубчатый концентратор-волноводвнутрисосудистые образованиясферический наконечникпластическая деформацияформообразование раздачей и обжимомtubular concentrator-waveguideintravascular formationsspherical tipplastic deformationshaping by distribution and crimpingReferencesAdvanced Imaging in Acute and chronic Deep Vein Thrombosis / G. Y. Karande [et al.] // Cardiovascular Diagnosis and Therapy. 2016. Vol. 6, No 6. P. 493–507. https://doi.org/10.21037/cdt.2016.12.06.Karande G. Y., Hedgire S. S., Sanchez Y., Baliyan V., Mishra V., Ganguli S., Prabhakar A. M. (2016) Advanced Imaging in Acute and Chronic Deep Vein Thrombosis. Cardiovascular Diagnosis and Therapy, 6 (6), 493–507. https://doi.org/10.21037/cdt.2016.12.06.Birchall, M. Internal Ultrasonic Pipe & Tube Inspection – IRIS [Electronic Resource] / M. Birchall, N. Sevciuc, C. Madureira // IV Conferencia Panamericana de END. Bue-nos Aires, Octubre 2007. Mode of access: https://www.ndt.net/article/panndt2007/papers/149.pdf.Birchall M., Sevciuc N., Madureira C. (2007, October) Internal Ultrasonic Pipe & Tube Inspection – IRIS. IV Con-ferencia Panamericana de END. Available at: http://www.ndt.net/article/panndt2007/papers/149.pdf.Бокарев, И. Н. Современные проблемы тромбозов артерий и вен / И. Н. Бокарев, Л. В. Попова // Практическая медицина. 2014. T. 9, № 6. С. 13–17.Bokarev I. N., Popova L. V. (2014) Modern Problems of Arterial and Venous Thrombosis. Prakticheskaya Meditsina = Practical Medicine, 9 (6), 13–17 (in Russian).Минченя, В. Т. Применение ультразвуковых концентраторов-волноводов трубчатого типа для устранения непроходимости кровеносных сосудов / В. Т. Минченя, И. Э. Адзерихо, А. Ю. Королёв // Доклады БГУИР. 2016. № 7. С. 300–303.Minchenya V. T., Adzerikho I. E., Korolyov A. Yu. (2016) Application of Tube-Type Ultrasonic Concentrators-Waveguides to Eliminate Obstruction of Blood Vessels. Doklady Belorusskogo Gosudarstvennogo Universiteta Informatiki i Radioèlektroniki = Doklady BGUIR, (7), 300–303 (in Russian).Способ разрушения венозных и артериальных тромбоэмболов: пат. 3808 С1 Респ. Беларусь: МПК A61B17/22, A61B17/32 / А. Г. Мрочек, И. Э. Адзерихо. Oпубл. 2001.03.30.Mrochek A. G., Adzerikho I. E. (2001) Method of Destruction of Venous and Arterial Thromboemboli. Patent No 3808 C1 Republic of Belarus (in Russian).Пластическое деформирование и электрофизикохимическая обработка трубчатых медицинских концентраторов-волноводов / Дай Вэньци [и др.] // Наука и техника. 2020. T. 19, № 6. С. 499–506. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-499-506.Dai Wenqi, Aliakseyeu Yu. G., Korolyov A. Yu., Budnitskiy A. S. (2020) Plastic Deformation and Electrophysicochemical Treatment of Tubular Medical Concentrator Waveguides. Nauka i Tekhnika = Science and Technique, 19 (6), 499–506. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-499-506 (in Russian).Аверкиев, Ю. А. Технология холодной штамповки: учебник для вузов по специальностям «Машины и технология обработки металлов давлением» и «Обработка металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.Averkiev Yu. A., Averkiev A. Yu. (1989) Cold Stamping Technology. Moscow, Mashinostroenie Publ. 304 (in Russian).Романовский, В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. 6-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.Romanovskii V. P. (1979) Handbook of Cold Stamping. 6th ed. Leningrad, Mashinostroenie Publ. 520 (in Russian).Фокин, В. Г. Метод конечных элементов в механике деформируемого твердого тела: учеб. пособие / В. Г. Фокин. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010. 131 с.Fokin V. G. (2010) Finite Element Method in Solid Mechanics. Samara, Publishing House of Samara State Technical University. 131 (in Russian).Теория и практика изготовления элементов трубопроводов летательных аппаратов / С. И. Феоктистов[и др.]. Комсомольск-на-Амуре, КнАГТУ, 2013. 92 с.Feoktistov S. I., Maryin B. N., Maryin S. B., Kolykhalov D. G. (2013) Theory and Practice of Manufacturing Elements of Aircraft Pipelines. Komsomolsk-on-Amur, Publishing House of Komsomolsk-on-Amur State Technical University. 92 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.