مشخصات مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
رفتار استاتیک، پویا و خستگی اشکال ساقه به تازگی طراحی شده برای پروتز مفصل ران با استفاده از تجزیه و تحلیل المان محدود
عنوان انگلیسی مقاله:
Static, dynamic and fatigue behavior of newly designed stem shapes for hip prosthesis using finite element analysis
کلمات کلیدی مقاله:
استخوان ران، ایمپلنت، ساقه، خستگی، تجزیه و تحلیل پویا، روش المان محدود
مناسب برای رشته های دانشگاهی زیر:
مهندسی پزشکی و پزشکی
مناسب برای گرایش های دانشگاهی زیر:
بیومکانیک و جراحی ارتوپدی یا استخوان پزشکی
وضعیت مقاله انگلیسی و ترجمه:
مقاله انگلیسی را میتوانید به صورت رایگان با فرمت PDF از باکس زیر دانلود نمایید. ترجمه این مقاله با فرمت WORD – DOC آماده خریداری و دانلود آنی میباشد.
فهرست مطالب:
چکیده
1. مقدمه
2. CAD و مدل المان محدود
2.1. مدل CAD
2.2. مدل المان محدود
2.3. مدل های ماده
2.4. شرایط بارگذاری
3. تجزیه و تحلیل المان محدود و نتایج
4. تجزیه و تحلیل خستگی
5. نتایج تجزیه و تحلیل خستگی
6. نتیجه گیری
قسمتی از مقاله انگلیسی و ترجمه آن:
1. Introduction
Total hip replacement is successfully applied to the patients affected by hip diseases [1–4]. Forces applied to the prosthesis due to human activity generate dynamic stresses varying in time and resulting in the mechanical fatigue failure of implant material. Therefore it is important to ensure the hip prostheses against fatigue failure. The fatigue failure of hip prostheses was reduced significantly in the past two decades [5,6]. However, every new implant design has to be ensured against the fatigue failure. Performance and success of long-term survival of cemented total hip arthroplasty (THA) is related to the attachment of the prosthesis to the bone. Cement–metal interface failures, separation of the stem-cement interface and fractures in the cement may initiate the initial loss of the fixation of the implant [7]. Particularly, interface debonding and cement fatigue failure are now likely to cause long-term loosing of the implant, according to damage accumulation failure scenario for cemented THA stems [8]. If the stem shape design leads to high stresses in fixation areas of the prosthesis, fracture in short term or fatigue failure in long term of the prosthesis is quite likely to occur. Several researches have been conducted to investigate the stress and fatigue behavior of prostheses under static body load conditions.
1. مقدمه
تعویض مفصل ران با موفقیت برای بیماران مبتلا به بیماری های مفصل ران [1-4] استفاده می شود. نیروهای اعمال شده برای پروتز ناشی از فعالیت انسانی، تنش های پویای متغیر را در زمان تولید می کند و به خرابی خستگی مکانیکی مواد ایمپلنت منجر می شود. بنابراین اطمینان حاصل نمودن از پروتزهای مفصل ران در برابر خرابی خستگی مهم است. خرابی خستگی پروتزهای مفصل ران در دو دهه گذشته [5،6] به طور قابل توجهی کاهش یافته بود. با این حال، هر طراحی ایمپلنت جدید باید نسبت به خرابی خستگی تضمین شود. عملکرد و موفقیت بقای طولانی مدت تعویض کامل مفصل ران سیمانکاری شده (THA) به اتصال پروتز به استخوان مرتبط می شود. خرابی رابط سیمان-فلز، جداسازی رابط ساقه-سیمان و شکستگی ها در سیمان ممکن است افت اولیه تثبیت ایمپلنت [7] را آغاز نماید. به خصوص، جدا شدن رابط و خرابی خستگی سیمان در حال حاضر با توجه به آسیب تجمع حالت خرابی برای ساقه های THA سیمانکاری شده، به احتمال زیاد موجب شل شدن علت طولانی مدت ایمپلنت می شود [8]. اگر طراحی شکل ساقه منجر به تنش های بالایی در مناطق ثابت پروتز شود، شکستگی پروتز در کوتاه مدت یا خرابی خستگی آن در دراز مدت کاملاً به احتمال زیاد رخ می دهد. تاکنون تحقیقات متعددی برای بررسی رفتار استرس و خستگی پروتز تحت شرایط بار استاتیک بدن انجام شده اند.