ASTM F2996-20 تمرین استاندارد برای تجزیه و تحلیل اجزای محدود (FEA) ساقه های فمورال ران ارتوپدی فلزی غیر مدولار

در «عمل استاندارد ASTM F2996-20 برای تجزیه و تحلیل اجزای محدود (FEA) ساقه های استخوان ران ارتوپدی فلزی غیر مدولار» که توسط انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) توسعه یافته است، بیان شده است که غیر ماژولار، یعنی غیر مدولار، الزامات شبیه‌سازی عددی ساقه‌های ارتوپدی فلزی باسن محدود به ساقه‌های یکپارچه با تنها رابط مخروطی سر استخوان ران/تنه شرح داده شده است. این استاندارد فقط برای تنش های کمتر از مقاومت تسلیم مندرج در گواهی مواد معتبر است.

این نرم افزار الزامات و ملاحظاتی را برای توسعه مدل های اجزای محدود برای استفاده در ارزیابی طرح های ساقه هیپ ارتوپدی فلزی غیر مدولار به منظور پیش بینی تنش ها و کرنش های ایمپلنت ایستا ایجاد می کند. این روش را می توان برای ارزیابی بدترین موارد در طیف وسیعی از اندازه های مختلف از همان طرح ایمپلنت استفاده کرد تا بار آزمایش فیزیکی کاهش یابد. روش‌های توصیه‌شده برای انجام بررسی‌های مدل و اعتبارسنجی برای کمک به تعیین اینکه آیا آنالیز از دستورالعمل‌های توصیه‌شده پیروی می‌کند یا خیر، ارائه شده است. این کاربرد در بحث به تحلیل ساختاری استاتیک ساقه‌های ارتوپدی فلزی غیر مدولار باسن محدود می‌شود.

این استاندارد برای محاسبه تنش های دیده شده در ساقه ران استخوان ران هنگام بارگذاری مطابق با استاندارد ISO 7206-4 معتبر است. از این روش می توان برای تعیین بدترین اندازه برای یک ایمپلنت خاص استفاده کرد. هنگامی که تنش های محاسبه شده با استفاده از این نرم افزار با تنش های اندازه گیری شده از روش های اندازه گیری تنش فیزیکی انجام شده در دو آزمایشگاه با استفاده از دو روش مختلف مقایسه شد، نتایج در 8 درصد همبستگی داشتند.

این روش آزمایشی را می توان برای تخمین اثرات متغیرهای طراحی بر تنش و کرنش ساقه های فلزی استخوان ران در یک راه اندازی شبیه سازی شده در استاندارد ISO 7206-4 استفاده کرد.

مدل های المان محدود بر اساس یک نمایش هندسی از دستگاه مورد بررسی است. جزئیات هندسی را می توان از نقشه ها، مدل های جامد، نقشه های اولیه یا هر منبع دیگری که برای توصیف هندسه مدل مناسب است، تهیه کرد. در ایجاد مدل اجزای محدود، اگر مشخص شود که جزئیات هندسی خاصی با آنالیز مورد نظر نامربوط هستند، ممکن است از هندسه ایمپلنت ارتوپدی نشان داده شده در مدل طراحی به کمک کامپیوتر حذف شوند.

در نظر گرفتن بدترین شرایط استرس برای ایمپلنت ارتوپدی شبیه سازی شده بسیار مناسب است. بدترین حالت باید با توجه به تمام ملاحظات مهندسی مرتبط مانند هندسه بدنه، ابعاد و هد افست تعیین شود. اگر از تحلیل اجزا محدود برای تعیین بدترین حالت استفاده شود، آنگاه ممکن است بدترین حالت هد افست ناشناخته باشد. برای تعیین این امر ممکن است لازم باشد چندین نوع هد افست اجرا شود.

خواص مواد مورد نیاز به عنوان ورودی به مدل تحلیل المان محدود برای محاسبه کرنش و جابجایی، مدول الاستیسیته و نسبت پواسون است. این مقادیر را می توان از داده های گواهی مواد بدست آورد. از آنجایی که استاندارد ISO 7206-4 تحت کنترل بار اجرا می شود، تحلیل اجزای محدود نیز باید تحت کنترل بار اجرا شود. هنگامی که تحلیل اجزای محدود تحت کنترل بار اجرا می شود، مدول الاستیسیته بر محاسبات تنش تحت تئوری جابجایی کوچک تأثیر نمی گذارد، اما بر جابجایی و کرنش تأثیر می گذارد. تأثیر نسبت پواسون بر محاسبات تنش ناچیز است.

در میان آزمایش‌ها، اندازه‌گیری‌ها، تحلیل‌ها و ارزیابی‌های متعددی که سازمان ما با کارکنان آموزش‌دیده و متخصص و تجهیزات فن‌آوری پیشرفته‌ای برای کسب‌وکارها در بخش‌های مختلف ارائه می‌کند، «استاندارد ASTM F2996-20 برای تحلیل اجزای محدود (FEA) غیر ماژولار است. ساقه فمورال ران ارتوپدی فلزی" همچنین خدمات تست تعریف شده در "استاندارد" را ارائه می دهد.