ASTM F3334-19 แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ของส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งข้อเข่าทั้งหมดแบบโลหะ

ใน “แนวทางปฏิบัติมาตรฐาน ASTM F3334-19 สำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ของส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งข้อเข่าแบบโลหะ” ที่พัฒนาโดย American Society for Testing and Materials (ASTM) ข้อกำหนดและการพิจารณาผลรวมของกระดูกหน้าแข้งแบบโลหะสำหรับการจำลองเชิงตัวเลขของส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งข้อเข่า มีการอธิบายไว้ การใช้งานนี้ใช้ได้เฉพาะกับความเค้นที่ต่ำกว่าความแข็งแรงครากตามที่ระบุไว้ในใบรับรองวัสดุ

แอปพลิเคชันนี้รวมถึงข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้ในการประเมินการออกแบบส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งข้อเข่ารวมแบบโลหะเพื่อจุดประสงค์ในการทำนายความเค้นและความเครียดของการปลูกถ่ายแบบคงที่ ขั้นตอนนี้ใช้สำหรับการประเมินกรณีที่แย่ที่สุดสำหรับชุดของขนาดรากฟันเทียมที่แตกต่างกันของการออกแบบรากฟันเทียมเดียวกัน เพื่อลดภาระการทดสอบทางกายภาพ มาตรฐานนี้ให้ขั้นตอนที่แนะนำสำหรับการดำเนินการตรวจสอบแบบจำลองและการตรวจสอบความถูกต้อง เพื่อช่วยในการพิจารณาว่าการวิเคราะห์เป็นไปตามแนวทางที่แนะนำหรือไม่ สุดท้ายนี้ เนื้อหาที่แนะนำของรายงานทางวิศวกรรมที่ครอบคลุมการจำลองทางกลจะถูกนำเสนอ

ในแง่ของข้อจำกัด การใช้งานนี้จำกัดเฉพาะการวิเคราะห์โครงสร้างแบบคงที่ของส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งข้อเข่าทั้งหมดที่เป็นโลหะ (ไม่รวมการประมาณความแข็งแรงของความเมื่อยล้า)

มาตรฐานนี้ใช้คำนวณค่าความเค้นที่พบในส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งของข้อเข่าได้เมื่อรับน้ำหนักตามที่อธิบายไว้ในที่นี้ แอปพลิเคชันนี้สามารถใช้เพื่อกำหนดขนาดที่แย่ที่สุดสำหรับการปลูกถ่ายโดยเฉพาะ เมื่อเปรียบเทียบความเค้นที่คำนวณโดยใช้วิธีวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์นี้กับความเค้นที่วัดได้สองตำแหน่งบนถาดกระดูกหน้าแข้งโดยใช้เทคนิคการวัดความเครียดทางกายภาพที่ดำเนินการในห้องปฏิบัติการ ความแตกต่างที่สังเกตได้คือลบ 6,8 เปอร์เซ็นต์ที่ตำแหน่งเดียว (ตัวบ่งชี้ความเครียดที่รายงานความเครียดที่สูงกว่า) และ 3,1 เปอร์เซ็นต์ที่ตำแหน่งอื่น (วิธีวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์รายงานแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า) ควรคำนึงถึงความแตกต่างนี้เมื่อพิจารณาขนาดที่แย่ที่สุดสำหรับการออกแบบรากฟันเทียมแบบเดียวกัน

การโหลดแบบถาดกระดูกแข้งภายในร่างกายโดยทั่วไปจะแตกต่างจากการโหลดที่อธิบายไว้ในแอปพลิเคชันนี้ อย่างไรก็ตาม การใช้งานนี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างประสิทธิภาพความล้าของการออกแบบส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งโลหะที่แตกต่างกัน เมื่อทดสอบภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน

แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์จะขึ้นอยู่กับการแสดงทางเรขาคณิตของอุปกรณ์ที่กำลังพิจารณา รายละเอียดทางเรขาคณิตสามารถหาได้จากแบบร่าง แบบจำลองทึบ การเขียนแบบเบื้องต้น หรือแหล่งอื่นใดที่เหมาะสำหรับการอธิบายเรขาคณิตของแบบจำลอง ในการสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ รายละเอียดทางเรขาคณิตบางอย่างสามารถลบออกจากเรขาคณิตของการปลูกถ่ายกระดูกและข้อที่แสดงในแบบจำลองการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) หากพิจารณาแล้วว่าไม่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ที่ต้องการ ควรใช้วิจารณญาณทางวิศวกรรมและสมเหตุสมผลเพื่อกำหนดขอบเขตของการทำให้เรขาคณิตง่ายขึ้น

เหมาะสมที่สุดในการพิจารณาสภาวะความเครียดในกรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับการปลูกถ่ายกระดูกจำลอง กรณีที่เลวร้ายที่สุดควรพิจารณาจากการพิจารณาทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องทั้งหมด เช่น รูปทรงและขนาดของส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้ง หากใช้การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อกำหนดกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจไม่ทราบขนาดกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจจำเป็นต้องรันหลายมิติเพื่อระบุกรณีที่แย่ที่สุด หากผลลัพธ์การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEA) ไม่สามารถระบุการกำหนดค่ากรณีที่แย่ที่สุดได้อย่างชัดเจน จะต้องเพิ่มเหตุผล (เช่น การวิเคราะห์เพิ่มเติมหรือการทดสอบทางกายภาพ) เพื่อพิสูจน์ขนาดกรณีที่แย่ที่สุด

คุณสมบัติของวัสดุที่จำเป็นสำหรับการป้อนข้อมูลสำหรับการคำนวณความเครียดและการกระจัดในแบบจำลองการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์แบบยืดหยุ่นเชิงเส้นคือโมดูลัสของความยืดหยุ่นและอัตราส่วนปัวซอง ค่าเหล่านี้สามารถรับได้จากข้อมูลการรับรองวัสดุ

องค์กรของเราซึ่งมีพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมและเชี่ยวชาญและอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง ท่ามกลางการศึกษาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่มอบให้กับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ "ASTM F3334-19 แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ของกระดูกและข้อโลหะ ส่วนประกอบกระดูกหน้าแข้งรวม" อีกทั้งยังให้บริการทดสอบตามที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน