9971

برسي تئوري هاي مختلف مورد استفاده در زمينه تحليل واماندگي استخوان

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1404

سياوش كاظمي راد

1404/08/11

مهندسي مكانيك

Assessment of Different Theories Used for Bone Failure Analysis

استخوان استخوان ران به عنوان يكي از اصلي‌ترين اجزاي تحمل‌كننده بار در بدن انسان، نقشي حياتي در پايداري و حركت اندام تحتاني دارد. با توجه به اهميت اين استخوان در فعاليت‌هاي روزمره و آسيب‌پذيري آن در برابر شكست‌هاي ناشي از بارگذاري‌هاي پيچيده، تحليل رفتار مكانيكي و پيش‌بيني واماندگي آن موضوعي اساسي در مهندسي پزشكي و بيومكانيك محسوب مي‌شود. در اين پژوهش با هدف بررسي دقيق مكانيزم شكست استخوان استخوان ران و ارائه مدلي واقع‌بينانه‌تر از روش المان محدود توسعه‌يافته به‌عنوان ابزاري عددي پيشرفته براي شبيه‌سازي رشد ترك استفاده شده است. بدين منظور، ابتدا هندسه سه‌بعدي استخوان استخوان ران انساني از داده‌هاي تصويربرداري پزشكي CT بازسازي شد و سپس خواص مكانيكي ماده به‌صورت ناهمگن و وابسته به ساختار استخواني در مدل اعمال گرديد. در ادامه، شرايط مرزي و بارگذاري فشاري اعمال شد تا رفتار شكست ارزيابي شود. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه روش المان محدود گسترش‌يافته توانايي بالايي در پيش‌بيني مسير رشد ترك دارد و مي‌تواند با دقت مناسبي مناطق بحراني مستعد شكست را مشخص نمايد. همچنين مقايسه معيارهاي كرنش و تنش مختلف حاكي از آن بود كه معيارهاي بر پايه كرنش تطابق بيشتري با داده‌هاي تجربي دارند. دستاوردهاي اين تحقيق علاوه بر فراهم كردن درك بهتري از رفتار شكست استخوان، قابليت به‌كارگيري در طراحي و بهينه‌سازي پروتزها، ايمپلنت‌ها و ابزارهاي ارتوپدي را نيز دارد و مي‌تواند در كاهش خطر شكست مجدد و بهبود روند درمان بيماران مؤثر باشد.

استخوان , شكست , ترك , رشد ترك , failure