مقاله تحلیل مکانیک استاتیک و دینامیک در مورد مفاصل ران مصنوعی با طرح های مختلف رابط با استفاده از روش المان محدود (2007 الزویر)

1. مقدمه

2. مدل المان محدود

3. ویژگی های مواد

4. شرایط بارگذاری.

4.1. تجزیه و تحلیل استاتیک

4.2. تجزیه و تحلیل دینامیک

5. نتایج و بحث

5.1. نتایج استاتیک

5.2. نتایج دینامیک

6. نتیجه گیری

Four different structural models of artificial joints were developed and the finite element method (EM) was employed to investigate their niechanical characteristics under static and dynamic conditions. The materials used in the FEM calculation were ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), 3 16L stainless steel, CoCrMo alloy and Ti6A14V alloy. The stress distribution, strain, and elastic deformation under static and dynamic conditions were obtained. Analysis and comparison of the calculation results of different models were conducted. It is shown that with the same parameters the model of a metallic femur head covered with an artificial cartilage layer is more similar to the structure of the natural human joint and its mechanical characteristics are the best of the four models.

چهار مدل مختلف ساختاری از مفاصل مصنوعی توسعه داده شد و روش المان محدود (FEM) برای بررسی ویژگی های مکانیکی آنها تحت شرایط ایستا و دینامیک به کار گرفته شد. مواد استفاده شده در محاسبه FEM، پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)، فولاد ضد زنگ 316L، آلیاژ CoCrMo و آلیاژ Ti6A14V بودند. توزیع تنش، کرنش، و تغییر شکل الاستیک تحت شرایط ایستا و دینامیک به دست آمد. تجزیه و تحلیل و مقایسه نتایج محاسبات از مدل های مختلف انجام شد. نشان داده شده است که با همان پارامترها، مدل سر استخوان ران فلزی پوشش داده شده با یک لایه غضروف مصنوعی بیشتر شبیه به ساختار مفصل طبیعی انسان است و ویژگی های مکانیکی آن از تمام چهار مدل بهتر می باشد.