ASTM F2996-20 แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ของก้านกระดูกต้นขาสะโพกแบบโลหะแบบไม่แยกส่วน

ใน "แนวทางปฏิบัติมาตรฐาน ASTM F2996-20 สำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEA) ของก้านกระดูกต้นขาสะโพกที่ไม่แยกส่วนแบบโลหะ" ซึ่งพัฒนาโดย American Society for Testing and Materials (ASTM) ระบุไว้ว่าไม่ใช่แบบแยกส่วน กล่าวคือ ไม่- แบบแยกส่วน มีการอธิบายข้อกำหนดสำหรับการจำลองเชิงตัวเลขของก้านสะโพกออร์โธพีดิกส์แบบโลหะซึ่งจำกัดอยู่เพียงก้านเสาหินที่มีเฉพาะส่วนเชื่อมต่อแบบเรียวของหัวกระดูกต้นขา/รองแหนบเท่านั้น มาตรฐานนี้ใช้ได้เฉพาะกับความเค้นที่ต่ำกว่ากำลังครากตามที่ระบุไว้ในใบรับรองวัสดุ

แอปพลิเคชันนี้กำหนดข้อกำหนดและข้อควรพิจารณาสำหรับการพัฒนาแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อใช้ในการประเมินการออกแบบก้านสะโพกที่เป็นโลหะแบบไม่แยกส่วนเพื่อวัตถุประสงค์ในการทำนายความเค้นและความเครียดของรากฟันเทียมแบบคงที่ ขั้นตอนนี้สามารถใช้สำหรับการประเมินกรณีที่เลวร้ายที่สุดภายในช่วงขนาดต่างๆ ของการออกแบบรากฟันเทียมเดียวกัน เพื่อลดภาระการทดสอบทางกายภาพ ขั้นตอนที่แนะนำสำหรับการดำเนินการตรวจสอบแบบจำลองและการตรวจสอบความถูกต้องมีไว้เพื่อช่วยพิจารณาว่าการวิเคราะห์เป็นไปตามแนวทางที่แนะนำหรือไม่ แอปพลิเคชันนี้จำกัดอยู่ในการสนทนาเกี่ยวกับการวิเคราะห์โครงสร้างคงที่ของก้านสะโพกออร์โทพีดิกส์แบบโลหะที่ไม่ใช่แบบแยกส่วน

มาตรฐานนี้ใช้สำหรับการคำนวณแรงกดที่เห็นในก้านสะโพกต้นขาเมื่อรับน้ำหนักตามที่อธิบายไว้ในมาตรฐาน ISO 7206-4 วิธีการนี้สามารถใช้ในการระบุขนาดที่แย่ที่สุดสำหรับวัสดุเสริมชนิดใดชนิดหนึ่งได้ เมื่อเปรียบเทียบความเครียดที่คำนวณโดยใช้แอปพลิเคชันนี้กับความเครียดที่วัดจากเทคนิคการวัดความเครียดทางกายภาพที่ดำเนินการในห้องปฏิบัติการสองแห่งโดยใช้สองวิธีที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์ที่ได้มีความสัมพันธ์กันภายในร้อยละ 8

วิธีการทดสอบนี้สามารถใช้ในการประมาณผลกระทบของตัวแปรการออกแบบต่อความเค้นและความเครียดของก้านกระดูกต้นขาสะโพกที่เป็นโลหะในรูปแบบที่เลียนแบบที่อธิบายไว้ในมาตรฐาน ISO 7206-4

แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์จะขึ้นอยู่กับการแสดงทางเรขาคณิตของอุปกรณ์ที่กำลังพิจารณา รายละเอียดทางเรขาคณิตสามารถหาได้จากแบบร่าง แบบจำลองทึบ การเขียนแบบเบื้องต้น หรือแหล่งอื่นใดที่เหมาะสำหรับการอธิบายเรขาคณิตของแบบจำลอง ในการสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ รายละเอียดทางเรขาคณิตบางอย่างอาจถูกละเว้นจากเรขาคณิตของการปลูกถ่ายกระดูกและข้อที่แสดงในแบบจำลองการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย หากถูกกำหนดแล้วว่าไม่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ที่ตั้งใจไว้

เหมาะสมที่สุดในการพิจารณาสภาวะความเครียดในกรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับการปลูกถ่ายกระดูกจำลอง กรณีที่แย่ที่สุดควรพิจารณาจากการพิจารณาทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องทั้งหมด เช่น รูปทรงของตัวถัง ขนาด และระยะเยื้องส่วนหัว หากใช้การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อกำหนดกรณีที่เลวร้ายที่สุด ก็อาจไม่ทราบค่าชดเชยส่วนหัวของกรณีที่แย่ที่สุด อาจจำเป็นต้องใช้การชดเชยส่วนหัวหลายรูปแบบเพื่อพิจารณาสิ่งนี้

คุณสมบัติของวัสดุที่ต้องการเป็นข้อมูลป้อนเข้าสู่แบบจำลองการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์สำหรับการคำนวณความเครียดและการกระจัดคือโมดูลัสความยืดหยุ่นและอัตราส่วนปัวซอง ค่าเหล่านี้สามารถรับได้จากข้อมูลการรับรองวัสดุ เนื่องจากมาตรฐาน ISO 7206-4 ทำงานภายใต้การควบคุมโหลด การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์จึงต้องดำเนินการภายใต้การควบคุมโหลดด้วย เมื่อดำเนินการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ภายใต้การควบคุมโหลด โมดูลัสของความยืดหยุ่นจะไม่ส่งผลต่อการคำนวณความเค้นภายใต้ทฤษฎีการกระจัดขนาดเล็ก แต่จะส่งผลต่อการกระจัดและความเครียด ผลกระทบของอัตราส่วนปัวซองต่อการคำนวณแรงดันไฟฟ้านั้นไม่มีนัยสำคัญ

ในบรรดาการศึกษาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่องค์กรของเราจัดเตรียมไว้สำหรับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ พร้อมด้วยพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมและเชี่ยวชาญ และอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง "ASTM F2996-20 แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ของแบบไม่โมดูลาร์ ก้านกระดูกสะโพกเทียมแบบโลหะ" อีกทั้งยังให้บริการทดสอบตามที่กำหนดในมาตรฐาน ”