این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۹، شماره ۵، صفحات ۱۱۳۵-۱۱۴۳
عنوان فارسی ارزیابی مدول یانگ و ضریب پواسون ساختار متخلخل دایموند برای استفاده در ایمپلنت‌های ارتوپدی به روش اجزای محدود
چکیده فارسی مقاله ایمپلنت‌های ارتوپدی یکی از قابل اعتمادترین روش‌ها در درمان آسیب‌دیدگی‌های وارد بر استخوان هستند. در طراحی ایمپلنت‌های ارتوپدی همواره سعی می‌شود که مدول الاستیسیته ایمپلنت به استخوان نزدیک باشد تا از بروز عوارضی مانند سپر تنشی جلوگیری شود. در این راستا متخلخل‌نمودن ایمپلنت‌ها به‌عنوان یکی از راه‌حل‌های جدید و موثر برای این مشکل ارایه شده و پرینت سه‌بُعدی امکان ایجاد انواع مختلف ساختارهای متخلخل را برای ایمپلنت به‌وجود آورده است. برای نزدیک‌کردن مدول الاستیسیته‌ ایمپلنت با ساختار متخلخل به استخوان، از هندسه‌های مختلف تخلخل استفاده می‌شود. در این مطالعه خواص مکانیکی ساختار متخلخل دایموند از جنس تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفته و رابطه‌ای برای به‌دست‌آوردن مدول الاستیسیته بر حسب پارامترهای هندسی این ساختار معرفی شده است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از حل اجزای محدود، اختلاف بین نتایج عددی با داده‌های تجربی بین 3/64% تا 18/51% مشاهده شد که البته مدول یانگ به‌دست‌آمده از این روش در مقایسه با نتایج تحلیلی، تطابق بیشتری با داده‌های تجربی دارد. در ضمن برای ساختارهای متخلخل یا چگالی نسبی بالاتر، مقدار این خطا کاهش پیدا کرد. علاوه بر این ساختار دایموند تیتانیومی در چگالی نسبی بین 0/06 و 0/16 مدولی معادل مدول یانگ استخوان اسفنجی خواهد داشت که این موضوع در طراحی‌های ایمپلنت‌های ارتوپدی بسیار موثر است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مدول یانگ،روش اجزای محدود،ایمپلنت،ساختار متخلخل دایموند،
عنوان انگلیسی Evaluation of Young's Modulus and Poisson's Ratios of Diamond Porous Structure for Use in Orthopedic Implant by Finite Element Method
چکیده انگلیسی مقاله Orthopedic implants are one of the most reliable methods for bone injuries treatment. An important issue, which must be considered in the design of orthopedic implants, is that the Young's modulus of implants should be near to the host bone to prevent complications such as stress shielding. Porous implants are considered as one of the new and effective methods for this issue and recent technologies such as metal 3D printing made it possible to manufacture different porous structures with various geometries, which could be used to reach the goal. Porous geometries are used to approaching the elastic modulus of implantation with a porous structure to the bone. Mechanical properties of Diamond porous structure have been investigated in this study and an equation for obtaining the modulus of elasticity is presented in terms of the geometric parameters of this structure. Based on the results, the error between finite element analysis and experimental data is between 3.64% and 18.51% and it has been shown that the Young's modulus obtained from finite element method is more in line with the existing experimental data than the analytical results; by the increase of relative density, the error would be decreased. Furthermore, in the relative density between 0.06 and 0.16, the Young's modulus of titanium Diamond structure would be the same as bone Young’s modulus, which is an effective feature in design of orthopedic implants.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله مدول یانگ,روش اجزای محدود,ایمپلنت,ساختار متخلخل دایموند
نویسندگان مقاله ایمان رفعتی |
گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

علی ابویی‌مهریزی |
گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10655_e3b0c6da36d5cc527572a3c18ab71f22.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات