ASTM F3334-19 Praktik Standar untuk Analisis Elemen Hingga (FEA) Komponen Tibialis Lutut Total Ortopedi Metalik

Dalam “Praktik standar ASTM F3334-19 untuk analisis elemen hingga (FEA) komponen tibialis lutut total ortopedi logam” yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), total ortopedi logam Persyaratan dan pertimbangan untuk simulasi numerik komponen tibialis lutut dijelaskan. Permohonan ini hanya berlaku untuk tegangan di bawah kekuatan luluh sebagaimana ditentukan dalam sertifikat material.

Aplikasi ini mencakup persyaratan untuk pengembangan model elemen hingga yang digunakan dalam evaluasi desain komponen tibialis lutut total ortopedi logam untuk tujuan memprediksi tegangan dan regangan implan statis. Prosedur ini digunakan untuk evaluasi kasus terburuk dari serangkaian ukuran implan berbeda dari desain implan yang sama untuk mengurangi beban pengujian fisik. Standar ini memberikan prosedur yang direkomendasikan untuk melakukan pemeriksaan dan validasi model sebagai bantuan untuk menentukan apakah analisis mengikuti pedoman yang direkomendasikan. Terakhir, disajikan isi laporan teknik yang mencakup simulasi mekanis.

Dalam hal keterbatasan, aplikasi ini terbatas pada analisis struktur statis komponen tibialis lutut total ortopedi logam (tidak termasuk estimasi kekuatan lelah).

Standar ini berlaku untuk menghitung tegangan yang terlihat pada komponen tibialis lutut ketika dibebani seperti yang dijelaskan di sini. Aplikasi ini dapat digunakan untuk menentukan ukuran terburuk untuk implan tertentu. Ketika tegangan yang dihitung menggunakan metode analisis elemen hingga ini dibandingkan dengan tegangan yang diukur di dua lokasi pada tibial tray menggunakan teknik pengukuran regangan fisik yang dilakukan di laboratorium, perbedaan yang diamati adalah minus 6,8 persen di satu lokasi (indikator regangan melaporkan tegangan yang lebih tinggi) dan 3,1 persen di lokasi lain (metode analisis elemen hingga melaporkan tegangan yang lebih tinggi). Perbedaan ini harus diperhitungkan ketika menentukan ukuran terburuk untuk desain implan yang sama.

Desain baki tibialis pemuatan in-vivo umumnya berbeda dari pemuatan yang dijelaskan dalam aplikasi ini. Namun, aplikasi ini dirancang untuk memungkinkan perbandingan antara kinerja kelelahan desain komponen tibialis logam yang berbeda ketika diuji dalam kondisi serupa.

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 (CAD) jika dianggap tidak relevan dengan analisis yang dimaksudkan. Pertimbangan teknik harus digunakan dan dibenarkan untuk menentukan sejauh mana penyederhanaan geometri.

Yang paling tepat adalah mempertimbangkan kondisi stres terburuk untuk simulasi implan ortopedi. Kasus terburuk harus ditentukan berdasarkan semua pertimbangan teknik yang relevan, seperti geometri dan dimensi komponen tibialis. Jika analisis elemen hingga digunakan untuk menentukan kasus terburuk, ukuran kasus terburuk mungkin tidak diketahui. Mungkin perlu menjalankan beberapa dimensi untuk menentukan kasus terburuk. Jika hasil analisis elemen hingga (FEA) tidak secara pasti menentukan konfigurasi kasus terburuk, suatu alasan (misalnya analisis tambahan atau pengujian fisik) harus ditambahkan untuk membenarkan ukuran kasus terburuk.

Sifat-sifat material yang diperlukan sebagai masukan untuk perhitungan regangan dan perpindahan ke dalam model analisis elemen hingga elastis linier adalah modulus elastisitas dan rasio Poisson. Nilai-nilai tersebut dapat diperoleh dari data sertifikasi material.

Organisasi kami, dengan staf terlatih dan ahli serta peralatan teknologi canggih, di antara banyak studi pengujian, pengukuran, analisis dan evaluasi yang disediakan untuk bisnis di berbagai sektor, "ASTM F3334-19 Praktik standar untuk analisis elemen hingga (FEA) ortopedi logam total komponen tibialis lutut" Ini juga menyediakan layanan pengujian yang ditentukan dalam standar.