ASTM F2996-20 الممارسة القياسية لتحليل العناصر المحدودة (FEA) للسيقان الفخذية العظمية المعدنية غير المعيارية

في "الممارسة القياسية ASTM F2996-20 لتحليل العناصر المحدودة (FEA) لسيقان الفخذ العظمية المعدنية غير المعيارية" التي طورتها الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد (ASTM)، ذُكر أن العناصر غير المعيارية، أي غير وحدات، تم وصف متطلبات المحاكاة العددية لسيقان الورك العظمية المعدنية التي تقتصر على السيقان المتجانسة مع الواجهة المدببة لرأس الفخذ/مرتكز الدوران فقط. هذه المواصفة القياسية صالحة فقط للضغوط التي تقل عن مقاومة الخضوع كما هو مذكور في شهادة المادة.

يحدد هذا التطبيق المتطلبات والاعتبارات لتطوير نماذج العناصر المحدودة لاستخدامها في تقييم تصميمات جذع الورك العظمية المعدنية غير المعيارية بغرض التنبؤ بضغوط وسلالات الغرسة الثابتة. يمكن استخدام هذا الإجراء لتقييم أسوأ الحالات ضمن مجموعة من الأحجام المختلفة لنفس تصميم الغرسة لتقليل عبء الاختبار الجسدي. يتم توفير الإجراءات الموصى بها لإجراء فحوصات النماذج والتحقق من صحتها للمساعدة في تحديد ما إذا كان التحليل يتبع الإرشادات الموصى بها. يقتصر هذا التطبيق في المناقشة على التحليل الهيكلي الثابت لسيقان الورك العظمية المعدنية غير المعيارية.

هذا المعيار صالح لحساب الضغوط التي تظهر في جذع الورك الفخذي عند تحميله كما هو موضح في معيار ISO 7206-4. يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد الحجم الأسوأ لغرسة معينة. عندما تمت مقارنة الضغوط المحسوبة باستخدام هذا التطبيق مع الضغوط المقاسة من خلال تقنيات قياس الإجهاد البدني التي تم إجراؤها في مختبرين باستخدام طريقتين مختلفتين، تم ربط النتائج في حدود 8 بالمائة.

يمكن استخدام طريقة الاختبار هذه لتقدير تأثيرات متغيرات التصميم على الإجهاد والانفعال لسيقان الفخذ المعدنية في محاكاة الإعداد الموصوفة في معيار ISO 7206-4.

تعتمد نماذج العناصر المحدودة على تمثيل هندسي للجهاز قيد النظر. يمكن الحصول على التفاصيل الهندسية من الرسومات أو النماذج الصلبة أو الرسومات الأولية أو أي مصدر آخر مناسب لوصف هندسة النموذج. عند إنشاء نموذج العناصر المحدودة، قد يتم حذف بعض التفاصيل الهندسية من هندسة زرع العظام الموضحة في نموذج التصميم بمساعدة الكمبيوتر إذا تم تحديد أنها غير ذات صلة بالتحليل المقصود.

ومن الأنسب النظر في حالة الإجهاد الأسوأ لزرع العظام المحاكية. يجب تحديد أسوأ الحالات من خلال جميع الاعتبارات الهندسية ذات الصلة مثل هندسة الهيكل والأبعاد وإزاحة الرأس. إذا تم استخدام تحليل العناصر المحدودة لتحديد أسوأ حالة، فقد تكون إزاحة رأس الحالة الأسوأ غير معروفة. قد يكون من الضروري تشغيل عدة أنواع من إزاحة الرأس لتحديد ذلك.

خصائص المواد المطلوبة كمدخل لنموذج تحليل العناصر المحدودة لحساب الانفعال والإزاحة هي معامل المرونة ونسبة بواسون. ويمكن الحصول على هذه القيم من بيانات شهادة المواد. وبما أن معيار ISO 7206-4 يتم تشغيله تحت التحكم في الحمل، فيجب أيضًا تشغيل تحليل العناصر المحدودة تحت التحكم في الحمل. عندما يتم إجراء تحليل العناصر المحدودة تحت التحكم في الحمل، فإن معامل المرونة لا يؤثر على حسابات الإجهاد في ظل نظرية الإزاحة الصغيرة، ولكنه يؤثر على الإزاحة والانفعال. تأثير نسبة بواسون على حسابات الجهد لا يكاد يذكر.

من بين العديد من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي توفرها منظمتنا للشركات في مختلف القطاعات، من خلال موظفيها المدربين والخبراء والمعدات التكنولوجية المتقدمة، "الممارسة القياسية ASTM F2996-20 لتحليل العناصر المحدودة (FEA) للعناصر غير المعيارية "سيقان الورك الفخذية المعدنية" كما أنها توفر خدمات الاختبار المحددة في "المعيار.