Kaedah Ujian Standard ASTM F3161-16 untuk Analisis Elemen Terhad (FEA) bagi Komponen Femoral Lutut Jumlah Ortopedik Metalik Dalam Keadaan Tutup

Dalam piawaian "ASTM F3161-16 Kaedah ujian standard untuk analisis unsur terhingga (FEA) bagi komponen femoral lutut total ortopedik logam di bawah keadaan penutupan" yang dibangunkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), teknik analisis unsur terhingga (FEA) adalah digunakan untuk menganggar tegasan dan terikan Keperluan dan pertimbangan untuk simulasi berangka bagi komponen femoral lutut bersimen ortopedik logam dan tanpa simen. Piawaian ini hanya terpakai untuk tegasan di bawah kekuatan hasil, seperti yang dinyatakan dalam sijil bahan.

Kaedah ujian ini mengandungi keperluan untuk pembangunan model elemen terhingga yang digunakan dalam penilaian reka bentuk komponen femoral lutut total ortopedik logam untuk tujuan meramal tegasan dan regangan implan statik. Prosedur ini digunakan untuk penilaian kes terburuk dalam keluarga saiz implan untuk memastikan kecekapan dalam jumlah ujian fizikal yang akan dilakukan. Prosedur yang disyorkan untuk melaksanakan pemeriksaan dan pengesahan model disediakan untuk membantu menentukan sama ada analisis mengikut garis panduan yang disyorkan. Akhir sekali, kandungan cadangan laporan kejuruteraan yang meliputi simulasi mekanikal dibentangkan.

Dari segi had, piawaian ini dihadkan kepada analisis struktur statik bagi komponen femoral lutut total ortopedik logam (tidak termasuk anggaran kekuatan keletihan).

Analisis unsur terhingga (FEA) ialah proses meramalkan tingkah laku sesuatu objek berdasarkan pengiraan yang dilakukan menggunakan kaedah unsur terhingga (FEM). Kaedah unsur terhingga ialah teknik matematik, manakala analisis unsur terhingga ialah tafsiran keputusan yang diberikan oleh kaedah unsur terhingga. Analisis unsur terhingga membantu jurutera membuat keputusan reka bentuk yang lebih bermaklumat dengan memberikan pandangan tentang sistem dan struktur yang kompleks.

Kaedah unsur terhingga menggunakan matematik untuk memecahkan sistem yang kompleks kepada bahagian atau unsur yang lebih kecil dan mudah. Kemudian, menggunakan kuasa komputer, ia menggunakan persamaan pembezaan kepada setiap elemen secara berasingan dan membahagikan dan kemudian menyelesaikan masalah kejuruteraan. Analisis unsur terhingga adalah asas kepada banyak perisian simulasi. Ia digunakan untuk mengesahkan dan menguji reka bentuk dengan selamat, cepat dan menjimatkan dengan mencipta model maya aset dunia sebenar. Model ini digunakan untuk menyelesaikan pelbagai keadaan dan senario dalam pelbagai industri, terutamanya yang mempunyai persekitaran yang kompleks atau berisiko tinggi seperti aeroangkasa dan biomekanik.

Implan diperbuat daripada aloi logam, bahan seramik dan bahagian plastik yang kuat. Sehingga tiga permukaan tulang boleh digantikan dalam penggantian lutut keseluruhan:

• Hujung bawah femur. Komponen femoral logam melengkung di sekeliling hujung femur (tulang paha). Ia beralur supaya tempurung lutut boleh bergerak ke atas dan ke bawah dengan lancar terhadap tulang semasa lutut bengkok dan lurus.
• Permukaan atas tibia (tulang shin). Komponen tibial biasanya merupakan platform logam rata dengan pad plastik yang kuat dan tahan lama yang dipanggil polietilena. Sesetengah reka bentuk tidak mempunyai bahagian logam dan sebaliknya polietilena dilekatkan terus ke tulang. Untuk kestabilan tambahan, bahagian logam komponen mungkin mempunyai batang yang sesuai dengan bahagian tengah tulang tibia.
• Permukaan belakang patella. Komponen patela ialah sekeping polietilena berbentuk kubah yang mereplikasi bentuk patela (tempurung lutut). Dalam sesetengah kes, tidak perlu memunculkan semula patella.

Komponen direka bentuk supaya logam bersambung dengan plastik pada setiap masa, menghasilkan pergerakan yang lebih lancar dan kurang haus implan.

Di antara pelbagai ujian, pengukuran, analisis dan kajian penilaian yang disediakan untuk perniagaan dalam pelbagai sektor, organisasi kami, dengan kakitangan terlatih dan pakar serta peralatan teknologi termaju, telah membangunkan ASTM F3161-16 untuk analisis unsur terhingga (FEA) bagi jumlah ortopedik logam. komponen femoral lutut dalam keadaan penutupan Ia juga menyediakan perkhidmatan ujian yang ditakrifkan dalam piawaian "kaedah ujian standard".