عنوان مقاله :
بهينه سازي شكل پروتز ران بر اساس معيار خستگي با استفاده از الگوريتم ژنتيك و روش المان محدود
عنوان به زبان ديگر :
The Finite Element Method and Genetic Algorithm Approaches on Shape Optimization of Prosthesis According to Fatigue Behavior
پديد آورندگان :
مشك‌آبادي، رامين نويسنده Meshkabadi , ramin , حاجي محمدي خونيقي، صياد نويسنده Hajimohamadi Khoniaghi, sayyad , كاظمي، امير كاظمي نويسنده kazemi, amir
كليدواژه :
پروتز , الگوريتم ژنتيك , روش المان محدود , خستگي
چكيده فارسي :
روش المان محدود يكي از روش هاي پيشرفته براي مدلسازي در مكانيك مواد جامد مي باشد كه در طراحي و آناليز پروتز هاي مصنوعي به كار رفته در بدن انسان مورد استفاده قرار مي گيرد. يكي از فاكتورهاي مهم در طراحي استخوان ران (رابط بين مفصل لگن و زانو )كه تحت تنش هاي پيچيده اي قرار دارد، كاهش ميزان تنش در تك تك اجزاي تشكيل دهنده پروتز در اثر بارهاي ناشي از وزن فرد است. در اين تحقيق از پروتزي با دو جنس متفاوت براي بررسي تاثير انواع مواد در تحليل خستگي استفاده شده است. يكي ديگر از فاكتور هاي مهم، پيوند مناسب استخوان مصنوعي با استخوان طبيعي توسط يك ماده چسبي قوي است تا در طول زندگي بيمار سبب لغزش تنه استخوان مصنوعي در داخل تنه استخوان طبيعي نشود. در آناليز المان محدود براي مدل كردن قسمت هاي تماسي كه سطوح نسبت به هم عكس العمل نشان مي دهند از المان تماسي استفاده شده است. براي سطح تماس تنه استخوان مصنوعي و ماده چسبي سه حالت در نظر گرفته شده است:كاملاُ گير دار، قابل لغزش با ضرايب اصطكاكي صفر و 2/0 . از روش الگوريتم ژنتيك نيز براي بهينه سازي شكل پروتز استفاده گرديده است. نتايج بدست آمده با نتايج ارايه شده توسط Charnley مقايسه شده است كه بهبود شكل پروتز جديد را نشان مي دهد. زاويه بهينه در حدود 132 درجه بدست آمده است.
چكيده لاتين :
The Finite Element Method (FEM) is one of advanced methods in modeling of solid mechanics used in the design and analyzing of prosthesis in the human body. One of the important factors in designing a femur (the linkage between basin and knee) which is under complicated stresses is to minimize the amount of the stress in the components of the prosthesis due to the body weight. In this research the authors have used prosthesis of two different substances to investigate the affect of the materials in the fatigue analyze. The other important factor is to apply a suitable linkage between prosthesis and bone called cement in order to prevent the slip of stem shape in the femur. In finite element analyze we have used contact elements for modeling the surfaces in contact. For the contact surface of stem shape and femur we have considered three cases: Bonded, slippage with the coefficient of friction 0, 0.22. We have used Genetic Algorithms (GA) method to optimize the shape of prosthesis. The results have been compared with the results presented by Charnley which shows an improvement in the shape of prosthesis. The optimized angle is about 132 degrees.
كلمات كليدي :
#تست#آزمون###امتحان
