Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
10
1
gregorian
2016
1
1
15
10
online
1
fulltext
fa
تحلیل آزمایشگاهی و محاسباتی نیرو و الگوی شکست استخوان ران با استفاده از مدل ناحیه چسبنده
Experimental and Computational Analysis of Fracture Load and Pattern of Femur using Cohesive Zone Model
شکست استخوان ران از جمله پر اهمیت ترین دلایل ناتوانی و مرگ، علی الخصوص در میان سالمندان به شمار می آید. بنابراین تلاش های جهانی برای تحقیق در زمینه ارزیابی غیرتهاجمی شکست استخوان ران در حال انجام است. در این تحقیق، به منظور مطالعه رفتار استخوان ران تحت بارگذاری های مختلف، استخوان ها به دو گروه استخوان ها با بارگذاری منتج به سفتی بالا و با بارگذاری منتج به سفتی پائین تقسیم بندی شده اند. تحلیل آزمایشگاهی و محاسباتی الگوهای تغییرفرم و شکست استخوان با استفاده از تصاویر برش نگاری کمی کامپیوتری و روش اجزاء محدود صورت گرفته شده است. برای پیش بینی نیرو و الگوی شکست استخوان ران برای گروه استخوان ها با بارگذاری منتج به سفتی بالا از تحلیل خطی و برای گروه استخوان ها با بارگذاری منتج به سفتی پائین از تحلیل غیرخطی المان محدود استفاده شده است. در تحلیل المان محدود این گروه، از مدل ناحیه چسبنده برای مدل سازی شروع و رشد آسیب استفاده شده است. مقایسه نتایج تحلیل عددی و نتایج آزمون های تجربی نشان دهنده شبیه سازی و پیش بینی موفق شکست استخوان ران تحت بارگذاری های مختلف بوده است.
Fracture of femur is considered as one of the most significant causes of disability and death, especially among the elderly. Therefore, there is a global effort towards noninvasive assessment of the femoral fractures. This study was aimed at the investigation of the mechanical behavior of human femur subjected to various loading orientations, under the two categories of high-stiffness (HS) and low-stiffness (LS) loading conditions. The experimental and computational analysis of deformation and fracture patterns were carried out using the QCT images and finite element analysis. The predictions of the force and fracture pattern of the HS and LS specimens were performed using linear and nonlinear finite element analyses, respectively. Also, the cohesive zone model (CZM) was used to simulate the damage initiation and propagation in the finite element analysis of latter specimens. The comparison between the results of the numerical analysis and the experimentation showed successful simulation and prediction of fracture force of human femur under various loading orientations.
تحلیل آزمایشگاهی و محاسباتی,شکست استخوان ران,روش المان محدود,برش نگاری کمی کامپیوتری,مدل ناحیه چسبنده
Experimental and computational analysis,Femur fracture,Finite Element Method (FEM),Quantitative computed tomography (QCT),Cohesive zone model (CZM)
192
200
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-1118&slc_lang=fa&sid=15
Fatemeh Sadat
Alavi
فاطمه السادات
علوی
100319475328460056660
100319475328460056660
No
دانشگاه تربیت مدرس
Majid
Mirzaei
مجید
میرزائی
100319475328460056661
100319475328460056661
Yes
دانشگاه تربیت مدرس