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TU Berlin

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Beanspruchungsindikator für Prothesen

Mittelgeber: Otto Bock Duderstadt

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Wulf Wulff

Bearbeitungszeitraum: 01.10.05 – 31.03.06

Mittelvolumen: 17.200 €

Zielsetzung:

Da sich lebensdauerverkürzende Belastungsereignisse an Prothesenkomponenten für Amputierte nicht zwangsläufig in Verschleißmerkmalen widerspiegeln und sich auch nicht gleichmäßig auf die Nutzungsperiode verteilen, soll ein Indikatorsystem entwickelt werden, welches mechanische Energie direkt in eine auswertbare Information über die Beanspruchung der Prothese und die verbleibende Restlebensdauer der Prothesenkomponenten wandelt.

Generell führen die äußeren Lasten zu bauteilspezifischen Beanspruchungen. Diese Beanspruchungen sind für das Versagen eines Bauteils verantwortlich. Weiterhin stellt die lokal am Bauteil verfügbare mechanische Energie eine nutzbare Eingangsgröße für den Aufbau eines Beanspruchungsindikators dar. Für die Entwicklung dieses Indikators ist es deshalb notwendig, den Zusammenhang zwischen den äußeren Belastungen und den daraus resultierenden bauteilspezifischen Beanspruchungen zu kennen. Durch Anwendung der Methode der finiten Elemente sind die kritischen Spannungen und Dehnungen, die durch die simulierten äußeren Belastungen hervorrufen werden, lokalisierbar. Die Verifikation der Modellierungen erfolgt auf Basis von Prüfstandsuntersuchungen, wobei bauteilspezifische Messmethoden entwickelt und eingesetzt werden. In einem weiteren Schritt erfolgt die Optimierung der Modelle auf Basis der Prüfergebnisse. Die Strukturanalyse ermöglicht eine Klassifizierung der Bauteile und Belastungen hinsichtlich der Materialbeanspruchung. Weiterhin werden Bauräume zur Integration mechanischer Indikatoren identifiziert, deren Informationen die Vorhersage der Restlebensdauer unterstützen.