مطالعه المان محدود کامپوزیت ها

به عنوان جایگزینی برای پروتزهای از جنس تیتانیم و فولاد،

تحقیقات فراوانی صورت گرفته است که از جمله می‌توان به پایان نامه مهندس فرشید رضایی اشاره نمود که در حقیقت شبیه‌سازی همین مدل در شرایط استاتیکی و نوشتن معادلات المان محدود می‌باشد و از نتایج آن عملکرد خوب مدل در شرایط استاتیکی بود.اما سابقه اول استفاده از کامپوزیت به سال 1988 باز می‌گردد‌. 

هدف از این پژوهش توسعه روش برای تجزیه و تحلیل ساختاری از ایمپلنت‌های ارتوپدی‌‌ می‌باشد‌. بحث اصلی این است که، توزیع بارگذاری دینامیکی و بررسی استرس در زمینه مدل، مزایای قابل توجهی را ‌‌ در توانایی ما برای طراحی این وسایل دارد‌. این نتایج‌‌ می‌تواند در مورد لگن مصنوعی نیز  به عنوان مثال استفاده‌‌ ‌شود‌. روش المان محدود به عنوان یک ابزار تجزیه و تحلیل ساختاری مورد استفاده قرار گرفته است‌. اعتبار، دقت بررسی نتایج‏‏، با مطالعات قبلی تجربی و المان محدود مورد مقایسه قرار گرفتند‌. پیش‌بینی تنش استخوان نیز برای طرح‌های پروتز‌های مختلف در منطقه از مفصل ران مصنوعی که در آن انطباق استخوان به شکست منجر‌‌ می‌شود داده شده‌است.

این مطالعه به دو بخش با توجه به نوع بارگذاری، تقسیم شده‌است‌. در این راستا زمینه استرس در اجزای مصنوعی باسن مورد تجزیه و تحلیل آماری است و به صورت پویا برای ارزیابی طول عمر ایمپلنت‌‌ می‌باشد‌. در این تجزیه و تحلیل شخص تمام شبیه‌سازی‌‌ها با فرض بارهای اوج در طول راه رفتن نرمال در یک زمان خاص (بارهای استاتیک) انجام شده‌است‌. تا به حال، مدل‌های توسعه یافته برای پیش‌بینی تنش در کل تعویض مفصل ران ارایه شده‌اند، که بیشتر تمرکز برروی استاتیک مسئله داشته‌اند و دینامیک به صورت جزیی مورد بررسی قرار گرفته‌است که ضرورت این تحقیق را در سطح کشور نشان‌‌ می‌دهد‌. این ممکن است به خاطر تمام شبیه‌سازی‌های پیش بالینی آماری انجام شده، نهایتا نتایج حاصل از بارگذاری دینامیک در طراحی کامپوزیتی این مدل جایگزین استخوان ران به صورت کلی ارایه شده‌اند.

کلمات کلیدی: ایمپلنت‌های ارتوپدی، تجزیه و تحلیل ساختاری، روش المان محدود، بارهای دینامیکی،اجزای مصنوعی ران.