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NX Nastran:歯科器具-超音波スケーラーの振動特性シミュレーション(NX Nastran SOL103 / SOL108)

キーワード) 超音波医療器具 ホーン チップ 高周波数振動 固着接合

事例概要

本解析対象は歯治療用超音波スケーラーであり、構造を右図に示します。振動子で発生した超音波振動はホーンで増幅し、ホーン先端ネジに取り付けたチップに伝わり、振幅数百μm、1秒間約30000回の衝撃を歯に与えます。静音で痛苦感も少ない歯治療に有効な手段の一つです。

歯科器具-超音波スケーラーの振動特性シミュレーション/事例概要

チップ形状により共振周波数は変動し、デバイス各部品間の接合状況も振動特性に影響があります。高周波振動では、基本波以外の高調波が発生するため、振幅が大きくなり、部品の金属疲労や破損につながるだけではなく、患者の痛みを増やす可能性もあります。このような目で確認できない振動に対してFEMシミュレーションは有効です。本例題は、様々なチップの形状による超音波スケーラーの振動特性について調べました。

NX Nastranの固着機能を利用すると、モデルの作成は簡単になります。 NX Nastranの固着機能を利用すると、モデルの作成は簡単になります。
各部振幅の周波数応答特性 各チップ形状での先端振幅の周波数応答特性曲線及び共振点の振動アニメーション
ボルトで締めた振動子にズレがあるときのチップ先端振動の変化
特定断面及びチップの振動分布 特定断面及びチップの振動分布

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