ASTM F3161-16 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ของส่วนประกอบกระดูกต้นขาต้นขารวมแบบเมทัลลิกออร์โทพีดิกส์ภายใต้เงื่อนไขการปิดเครื่อง

ในมาตรฐาน "วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM F3161-16 สำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ (FEA) ของส่วนประกอบกระดูกต้นขาข้อเข่ารวมแบบโลหะภายใต้เงื่อนไขการปิด" พัฒนาโดย American Society for Testing and Materials (ASTM) เทคนิคการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ (FEA) คือ ใช้สำหรับการประมาณค่าความเค้นและความเครียด ข้อกำหนดและข้อควรพิจารณาสำหรับการจำลองเชิงตัวเลขของส่วนประกอบกระดูกต้นขาที่ทำด้วยโลหะและแบบไม่มีซีเมนต์โดยใช้ มาตรฐานนี้ใช้เฉพาะกับความเค้นที่ต่ำกว่ากำลังรับผลผลิตตามที่ระบุไว้ในใบรับรองวัสดุ

วิธีการทดสอบนี้มีข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้ในการประเมินการออกแบบส่วนประกอบกระดูกต้นขาข้อเข่ารวมแบบโลหะออร์โทพีดิกส์ เพื่อจุดประสงค์ในการทำนายความเค้นและความเครียดของการปลูกถ่ายแบบคงที่ ขั้นตอนนี้ใช้สำหรับการประเมินกรณีที่แย่ที่สุดภายในกลุ่มขนาดรากฟันเทียม เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพในปริมาณของการทดสอบทางกายภาพที่จะดำเนินการ ขั้นตอนที่แนะนำสำหรับการดำเนินการตรวจสอบแบบจำลองและการตรวจสอบความถูกต้องมีไว้เพื่อช่วยพิจารณาว่าการวิเคราะห์เป็นไปตามแนวทางที่แนะนำหรือไม่ สุดท้ายนี้ เนื้อหาที่แนะนำของรายงานทางวิศวกรรมที่ครอบคลุมการจำลองทางกลจะถูกนำเสนอ

ในแง่ของข้อจำกัด มาตรฐานนี้จำกัดเฉพาะการวิเคราะห์โครงสร้างแบบคงที่ของส่วนประกอบกระดูกต้นขาข้อเข่าทั้งหมดที่เป็นโลหะ (ไม่รวมการประมาณค่าความล้า)

การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ (FEA) คือกระบวนการทำนายพฤติกรรมของวัตถุโดยอาศัยการคำนวณโดยใช้ วิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ (FEM) วิธีไฟไนต์เอเลเมนต์เป็นเทคนิคทางคณิตศาสตร์ ในขณะที่การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์คือการตีความผลลัพธ์ที่ได้จากวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ช่วยให้วิศวกรตัดสินใจออกแบบได้ดียิ่งขึ้นโดยให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับระบบและโครงสร้างที่ซับซ้อน

วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ใช้คณิตศาสตร์เพื่อแบ่งระบบที่ซับซ้อนออกเป็นส่วนหรือองค์ประกอบที่เล็กและง่ายกว่า จากนั้น เมื่อใช้พลังของคอมพิวเตอร์ จะใช้สมการเชิงอนุพันธ์กับแต่ละองค์ประกอบแยกจากกัน จากนั้นจึงหารและแก้ไขปัญหาทางวิศวกรรม การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัดเป็นพื้นฐานของซอฟต์แวร์จำลองจำนวนมาก ใช้เพื่อตรวจสอบและทดสอบการออกแบบอย่างปลอดภัย รวดเร็ว และประหยัดโดยการสร้างแบบจำลองเสมือนจริงของสินทรัพย์ในโลกแห่งความเป็นจริง แบบจำลองเหล่านี้ใช้เพื่อแก้ไขสภาวะและสถานการณ์ที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหรือมีความเสี่ยงสูง เช่น การบินและอวกาศและชีวกลศาสตร์

รากฟันเทียมทำจากโลหะผสม วัสดุเซรามิก และชิ้นส่วนพลาสติกที่แข็งแรง สามารถเปลี่ยนพื้นผิวกระดูกได้ถึงสามพื้นผิวในการเปลี่ยนข้อเข่าทั้งหมด:

• ปลายล่างของกระดูกโคนขา ส่วนประกอบของกระดูกต้นขาที่เป็นโลหะจะโค้งรอบปลายกระดูกต้นขา (กระดูกต้นขา) มีการเซาะร่องเพื่อให้กระดูกสะบ้าสามารถเคลื่อนขึ้นลงได้อย่างราบรื่นกับกระดูกในขณะที่เข่างอและเหยียดตรง
• พื้นผิวด้านบนของกระดูกหน้าแข้ง (กระดูกหน้าแข้ง) ส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งมักเป็นแพลตฟอร์มโลหะแบนพร้อมแผ่นพลาสติกที่แข็งแรงและทนทานที่เรียกว่าโพลีเอทิลีน การออกแบบบางชิ้นไม่มีชิ้นส่วนที่เป็นโลหะ แต่โพลีเอทิลีนจะติดอยู่กับกระดูกโดยตรงแทน เพื่อความมั่นคงเพิ่มเติม ส่วนที่เป็นโลหะของส่วนประกอบอาจมีก้านที่พอดีกับศูนย์กลางของกระดูกหน้าแข้ง
• พื้นผิวด้านหลังของสะบ้า ส่วนประกอบของกระดูกสะบ้าคือชิ้นส่วนโพลีเอทิลีนรูปทรงโดมที่จำลองรูปร่างของกระดูกสะบ้า (กระดูกสะบ้า) ในบางกรณีไม่จำเป็นต้องสร้างสะบ้าขึ้นมาใหม่

ส่วนประกอบได้รับการออกแบบเพื่อให้โลหะเชื่อมต่อกับพลาสติกตลอดเวลา ส่งผลให้การเคลื่อนไหวราบรื่นขึ้นและการสึกหรอของรากฟันเทียมน้อยลง

ในบรรดาการศึกษาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่มีให้กับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ องค์กรของเรา พร้อมด้วยพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมและเชี่ยวชาญ และอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง ได้พัฒนา ASTM F3161-16 สำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEA) ของผลรวมทางออร์โธพีดิกส์โลหะ ส่วนประกอบของกระดูกต้นขาหัวเข่าภายใต้เงื่อนไขการปิด นอกจากนี้ ยังให้บริการทดสอบที่กำหนดในมาตรฐาน "วิธีทดสอบมาตรฐาน"