En la “Práctica estándar ASTM F2996-20 para el análisis de elementos finitos (FEA) de vástagos femorales de cadera ortopédicos metálicos no modulares” desarrollada por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM), se afirma que los no modulares, es decir, los no modulares, modular, se describen los requisitos para la simulación numérica de vástagos ortopédicos metálicos de cadera limitados a vástagos monolíticos con solo la interfaz cónica cabeza femoral/muñón. Esta norma solo es válida para tensiones por debajo del límite elástico como se indica en el certificado de material.
-icin-standart-uygulama.jpg "Práctica estándar ASTM F2996-20 para el análisis de elementos finitos (FEA) de vástagos femorales de cadera ortopédicos metálicos no modulares")
Esta solicitud establece requisitos y consideraciones para el desarrollo de modelos de elementos finitos que se utilizarán en la evaluación de diseños de vástagos de cadera ortopédicos metálicos no modulares con el fin de predecir tensiones y deformaciones estáticas del implante. Este procedimiento se puede utilizar para la evaluación del peor de los casos dentro de una gama de diferentes tamaños del mismo diseño de implante para reducir la carga de las pruebas físicas. Se proporcionan procedimientos recomendados para realizar verificaciones y validaciones de modelos para ayudar a determinar si el análisis sigue las pautas recomendadas. Esta aplicación se limita en discusión al análisis estructural estático de vástagos ortopédicos de cadera metálicos no modulares.
Esta norma es válida para calcular las tensiones observadas en el vástago de la cadera femoral cuando se carga como se describe en la norma ISO 7206-4. Este método se puede utilizar para determinar el peor tamaño de un implante en particular. Cuando las tensiones calculadas con esta aplicación se compararon con las tensiones medidas a partir de técnicas de medición de tensión física realizadas en dos laboratorios utilizando dos métodos diferentes, los resultados se correlacionaron dentro del 8 por ciento.
Este método de prueba se puede utilizar para estimar los efectos de las variables de diseño sobre la tensión y la deformación de los vástagos femorales de cadera metálicos en una configuración que imita la descrita en la norma ISO 7206-4.
Los modelos de elementos finitos se basan en una representación geométrica del dispositivo considerado. Los detalles geométricos pueden obtenerse de dibujos, modelos sólidos, dibujos preliminares o cualquier otra fuente adecuada para describir la geometría del modelo. Al crear el modelo de elementos finitos, se pueden omitir ciertos detalles geométricos de la geometría del implante ortopédico que se muestra en el modelo de diseño asistido por computadora si se determina que son irrelevantes para el análisis previsto.
Lo más apropiado es considerar la peor condición de estrés para el implante ortopédico simulado. El peor de los casos debería determinarse a partir de todas las consideraciones de ingeniería pertinentes, como la geometría del casco, las dimensiones y el desplazamiento de la cabeza. Si se utiliza el análisis de elementos finitos para determinar el peor de los casos, entonces es posible que se desconozca el desplazamiento de la cabeza en el peor de los casos. Puede que sea necesario ejecutar varias variantes de desplazamiento del cabezal para determinar esto.
Las propiedades del material requeridas como entrada para un modelo de análisis de elementos finitos para el cálculo de deformación y desplazamiento son el módulo de elasticidad y el índice de Poisson. Estos valores se pueden obtener de los datos de certificación de materiales. Dado que la norma ISO 7206-4 se ejecuta bajo control de carga, el análisis de elementos finitos también debe ejecutarse bajo control de carga. Cuando el análisis de elementos finitos se ejecuta bajo control de carga, el módulo de elasticidad no afecta los cálculos de tensión bajo la teoría de pequeños desplazamientos, pero sí afecta el desplazamiento y la deformación. El efecto del coeficiente de Poisson en los cálculos de tensión es insignificante.
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