号数	ばね論文集 65 号（ 2020 年）
ページ数	pp.81-90
種類	論文
論文名	医療用ガイドワイヤーにおける大変形挙動の理論解析への試み （非線形理論による革新的アプローチ）
Title	Attempt to Theoretical Analysis on Large Deformations of Medical Guide Wire in Blood Vessels （Innovative Approach based on Nonlinear Theory）
著者	大槻敦巳1)，奥田将大1)
Author	Atsumi OHTSUKI1),Masahiro OKUDA1)
抄録	医療デバイスとしての血管内のガイドワイヤー（カテーテル）の大たわみ変形を始め，チャネル（またはパイプ）内のケーブルの示す大たわみ変形や鉱業，石油産業における掘削ホール内のドリルの大たわみ変形，などは実用上注目すべき問題であるが，未だ十分解析されていない．薄肉の柔軟はりが狭い空間に押し込まれたとき，その先端が障害物（バリアー）などにぶつかり，それ以上進むことができない場合には，はりに座屈が生じる．座屈後の大たわみ変形はこうした柔軟性材料を扱うに際しては重要な関心事である．この観点から，本論文は，摩擦のある剛体内に存する両端固定の柔軟弾性はりに軸圧縮が作用した場合の大たわみ変形について取り扱ったものである．ここでは，異なる３種類の大たわみ変形についてモデル化を行い，非線形変形理論を適用して，だ円積分を用いた無次元化解析解を誘導した．また，いくつかの実験を実施するとともに解析理論との比較も行った．その結果，はりへの負荷荷重とはりの水平方向距離の関係について，実験は理論で予測したものとほぼ同じであった．また，はりと剛体壁間の摩擦の存在によって大たわみ変形挙動が異質で，一様にならないことも明らかになった．なお，こうした本論文の解析は医療デバイスであるガイドワイヤー（カテーテル）の大変形解析に十分応用性があり，また柔軟弾性材料，例えばシート，テープ，フィルム，紙，織布などを対象とする機械の設計にも大いに役立つものであり，加えて，ドリルや管状ストリング用の機械を始め，縫製機械などの設計者にとって大いに有用性があり，容易に利用可能な解析となっている.
Abstract	There is not sufficient analysis for practical problems such as large deformation of a medical guide wire （catheter） in a blood vessel, or of a cable in a channel（ or a pipe）, of a drill inserted in a drilling hole in rock engineering and petroleum production, and so on. When a thin flexible beam is pushed through the narrow space, the beam may buckle since the leading edge strikes an obstacle （or a barrier） and cannot proceed any more. The large deformation behavior will be of great concern in handling these flexible materials. This paper deals with large deformations of a flexible elastic beam contained in a rigid body with friction under the action of axial compressive forces at each fixed-supported end. Three different deformation stages in a rigid body are prescribed for our analysis. Using the nonlinear deformation theory, nondimensionalized analytical solutions are derived in terms of elliptic integrals. In this study, several experiments were presented and the experimental results were compared with the theoretical formulas. As a result, the relation between the applied axial force and the horizontal distance is similar to that of predicted calculation by the analytical theory. Furthermore, it is made clear that the existence of friction between the beam and the rigid wall causes a nonuniform large deformation. Incidentally, the analysis presented in this paper would be applied to the medical guide wire（ catheter） and the design of machinery for handling exible elastic materials such as sheets, tapes, lms, papers, cloths and so on. In addition, designers of machines for drill, tubing strings, sewing machines should nd the results useful and easy to apply
著者の所属	1)名城大学大学院
Belonging	1)Meijo University Graduate School
Key Words	Guide wire, Blood Vessel, Large deformation, Postbuckling deformation, Nonlinear problem, Flexible material.