ASTM F2996-20 非模組化金屬骨科髖股骨柄有限元素分析 (FEA) 標準實踐

在美國測試與材料學會（ASTM）制定的「ASTM F2996-20非模組化金屬矯形髖股骨柄有限元素分析（FEA）標準實踐」中，指出非模組化，即非模組化模組化，描述了金屬骨科髖關節柄僅限於僅具有股骨頭/耳軸錐形界面的整體柄的數值模擬要求。本標準僅對低於材料證書中規定的屈服強度的應力有效。

該應用程式確定了開發有限元素模型的要求和注意事項，該模型用於評估非模組化金屬骨科髖關節柄設計，以預測靜態植入物應力和應變。此程序可用於同一植體設計的不同尺寸範圍內的最壞情況評估，以減少物理測試負擔。提供了執行模型檢查和驗證的建議程序，以幫助確定分析是否遵循建議的指南。此應用僅限於討論非模組化金屬骨科髖關節桿的靜態結構分析。

此標準適用於計算依照 ISO 7206-4 標準所述載重時股骨髖關節桿出現的應力。此方法可用於確定特定植入物的最壞情況尺寸。當使用此應用程式計算的應力與在兩個實驗室使用兩種不同方法執行的物理應力測量技術測量的應力進行比較時，結果的相關性在 8% 以內。

此測試方法可用於在模仿 ISO 7206-4 標準中描述的設定中估計設計變數對金屬髖關節股骨柄的應力和應變的影響。

有限元素模型基於所考慮設備的幾何表示。幾何細節可以來自圖紙、實體模型、初步圖紙或任何其他適合描述模型幾何形狀的來源。在建立有限元素模型時，如果確定某些幾何細節與預期分析無關，則可以從電腦輔助設計模型中顯示的整形外科植入物幾何形狀中省略某些幾何細節。

最適合考慮模擬骨科植入物的最壞情況應力條件。最壞的情況必須根據所有相關的工程考慮因素來確定，例如船體幾何形狀、尺寸和頭部偏移。如果使用有限元素分析來確定最壞情況，則最壞情況的頭部偏移可能是未知的。可能需要運行多種頭部偏移變體才能確定這一點。

作為應變和位移計算的有限元素分析模型的輸入所需的材料屬性是彈性模量和泊鬆比。這些值可以從材料認證數據中獲得。由於 ISO 7206-4 標準是在載重控制下運行，因此有限元素分析也必須在載重控制下運行。當在載重控制下運行有限元素分析時，彈性模量不影響小位移理論下的應力計算，但會影響位移和應變。泊鬆比對電壓計算的影響可以忽略不計。

在我們的組織憑藉訓練有素的專家人員和先進的技術設備為各個行業的企業提供的眾多測試、測量、分析和評估研究中，「ASTM F2996-20 非模組化有限元分析(FEA) 標準實踐”金屬矯形髖關節股骨柄”還提供”標準中定義的測試服務。