ASTM F2996-20 Praktik Standar untuk Analisis Elemen Hingga (FEA) Batang Femoral Pinggul Ortopedi Metalik Non-Modular

Dalam “ASTM F2996-20 Standard practice for finite element analysis (FEA) of non-modular metallic orthopedic hip femoral stems” yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), disebutkan bahwa non-modular, yaitu non- modular, Persyaratan untuk simulasi numerik batang pinggul ortopedi metalik terbatas pada batang monolitik dengan hanya antarmuka meruncing kepala femoral/trunnion dijelaskan. Standar ini hanya berlaku untuk tegangan di bawah kekuatan luluh sebagaimana tercantum dalam sertifikat material.

Aplikasi ini menetapkan persyaratan dan pertimbangan untuk pengembangan model elemen hingga yang akan digunakan dalam mengevaluasi desain batang pinggul ortopedi logam non-modular untuk tujuan memprediksi tegangan dan regangan implan statis. Prosedur ini dapat digunakan untuk evaluasi kasus terburuk dalam rentang ukuran berbeda dari desain implan yang sama untuk mengurangi beban pengujian fisik. Prosedur yang direkomendasikan untuk melakukan pemeriksaan dan validasi model disediakan untuk membantu menentukan apakah analisis mengikuti pedoman yang direkomendasikan. Penerapan ini terbatas pada diskusi pada analisis struktur statis batang pinggul ortopedi metalik non-modular.

Standar ini berlaku untuk menghitung tekanan yang terlihat pada batang pinggul femoralis ketika dibebani seperti yang dijelaskan dalam standar ISO 7206-4. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan ukuran terburuk untuk implan tertentu. Ketika tegangan yang dihitung menggunakan aplikasi ini dibandingkan dengan tegangan yang diukur dari teknik pengukuran stres fisik yang dilakukan di dua laboratorium menggunakan dua metode berbeda, hasilnya berkorelasi dalam rentang 8 persen.

Metode pengujian ini dapat digunakan untuk memperkirakan pengaruh variabel desain terhadap tegangan dan regangan batang femoral pinggul logam dalam pengaturan yang meniru yang dijelaskan dalam standar ISO 7206-4.

Model elemen hingga didasarkan pada representasi geometris perangkat yang sedang dipertimbangkan. Detail geometri dapat bersumber dari gambar, model padat, gambar awal, atau sumber lain yang sesuai untuk mendeskripsikan geometri model. Dalam membuat model elemen hingga, detail geometris tertentu dapat dihilangkan dari geometri implan ortopedi yang ditunjukkan dalam model desain berbantuan komputer jika detail tersebut dianggap tidak relevan dengan analisis yang dimaksudkan.

Yang paling tepat adalah mempertimbangkan kondisi stres terburuk untuk simulasi implan ortopedi. Kasus terburuk harus ditentukan berdasarkan semua pertimbangan teknik yang relevan seperti geometri lambung kapal, dimensi dan head offset. Jika analisis elemen hingga digunakan untuk menentukan kasus terburuk, maka head offset kasus terburuk mungkin tidak diketahui. Mungkin perlu menjalankan beberapa varian head offset untuk menentukan hal ini.

Sifat material yang diperlukan sebagai masukan model analisis elemen hingga untuk perhitungan regangan dan perpindahan adalah modulus elastisitas dan rasio Poisson. Nilai-nilai tersebut dapat diperoleh dari data sertifikasi material. Karena standar ISO 7206-4 dijalankan di bawah kendali beban, analisis elemen hingga juga harus dijalankan di bawah kendali beban. Ketika analisis elemen hingga dijalankan di bawah kendali beban, modulus elastisitas tidak mempengaruhi perhitungan tegangan berdasarkan teori perpindahan kecil, namun mempengaruhi perpindahan dan regangan. Pengaruh rasio Poisson pada perhitungan tegangan dapat diabaikan.

Di antara banyak studi pengujian, pengukuran, analisis dan evaluasi yang disediakan organisasi kami untuk bisnis di berbagai sektor, dengan staf terlatih dan ahli serta peralatan teknologi canggih, "ASTM F2996-20 Praktik standar untuk analisis elemen hingga (FEA) non-modular batang femoralis pinggul ortopedi metalik" Ini juga menyediakan layanan pengujian yang ditentukan dalam standar ”.