Nosov Nikolay Vasilievich - Doctor of Sciences (Engineering), Professor.443100, Samara, Molodogvardeyskaya Street, 244. Tel.: 8 917 101-91-78
Носов Николай Васильевич - доктор технических наук, профессор.443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Тел.: 8 917 101-91-78
Zyabochkina Aleksandra Pavlovna - postgraduate student.443100, Samara, Molodogvardeyskaya Street, 244.
Зябочкина Александра Павловна - аспирант.443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244.
The paper presents the results of the study aimed at the improvement of the quality of individual corrective insole through the development and the introduction to the designing process of the modern methods of computational simulation, and the insole material analysis and consideration of their mechanical behavior during the use.The experimental part involved the compression of samples made of composite EVA-materials. The obtained physical and mechanical properties were modeled in the CAE system. Using the CAE system, the authors studied the deformation of the insole arch under different pressures and combination of EVA-materials of different hardness.The insole model was designed in OrthoModel and exported to the STL file format. Later, using the FreeCAD software, the STL format was exported to the STEP format as the ANSYS system is more customized for the solid-state format. The authors created the finite-element model of the insole which was exposed to different working loads. The stresses and deformations of the insole in the process of loading depending on the combination of a material and the foot geometrical parameters were obtained.The authors of the paper suggested the technique of designing of the individual corrective insoles, selected the rational design and the material of insoles. The deformation of insoles under the load is calculated and considered in the further programming of insole processing using CNC machines. Having the insole 3D model, it is possible both to produce it using the CNC machine and to print it on a 3D printer. An important part of the paper is the justification of the production cost of individual corrective insoles. The calculations show that the expensive technology works well.
В работе представлены результаты исследований, направленных на повышение качества индивидуальной ортопедической стельки путем разработки и внедрения в процесс проектирования современных методов компьютерного моделирования, анализа материалов стельки и учета их механического поведения при эксплуатации.В экспериментальной части проводилось сжатие образцов из комбинированных EVA-материалов. Полученные физико-механические свойства были смоделированы в CAE-системе. Посредством CAE-системы исследована деформация свода стельки при различной нагрузке и комбинировании EVA-материалов различной твердости.Спроектирована в OrthoModel модель стельки, экспортированная в формат файла STL. Затем с помощью программы FreeCAD формат STL экспортировали в STEP, так как ANSYS более адаптирован для твердотельного формата. Создана конечно-элементная модель стельки, к которой прикладывались рабочие нагрузки. Получены напряжения и деформации стельки в процессе нагружения в зависимости от комбинации материала и геометрических параметров стопы.В работе предложена методика проектирования индивидуальных ортопедических стелек, выбрана рациональная конструкция и материал стелек. Проведены расчеты деформации стелек при нагрузке, которые учтены в последующем при программировании обработки стелек на станках с ЧПУ Имея 3D-модель стельки, можно не только изготовить ее на станке с ЧПУ, но и напечатать на 3D-принтере. Важная часть работы - это обоснование себестоимости изготовления индивидуальных ортопедических стелек; расчеты показывают, что дорогостоящая технология вполне себя оправдывает.