دوره 20، شماره 4 - ( فروردین 1399 )                   جلد 20 شماره 4 صفحات 997-987 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Qasemi M, Sheikhi M, Zolfaghari M, Tahmasbi V. Experimental Investigation, Mathematical Modeling and Optimization of Cutting Forces in the Automatic Process of Cortical Bone Milling. Modares Mechanical Engineering 2020; 20 (4) :987-997
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-32868-fa.html
قاسمی مهدی، شیخی محمدمراد، ذوالفقاری مجتبی، طهماسبی وحید. بررسی تجربی، مدل‌سازی ریاضی و بهینه‌سازی نیروهای برش در فرآیند اتوماتیک فرزکاری استخوان کورتیکال. مهندسی مکانیک مدرس. 1399; 20 (4) :987-997

URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-32868-fa.html


1- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران
2- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران ، m.sheikhi@sru.ac.ir
3- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران
چکیده:   (2247 مشاهده)
فرزکاری استحوان کورتیکال در جراحی‌های اورتوپدی مانند تعویض مفصل زانو، اوتولوژیک، ستون فقرات و تعویض مفصل ران استفاده ‌می‌شود. نیروهای برش ایجاد شده توسط ابزار برشی در طول فرزکاری استخوان کورتیکال به‌منظور کنترل سایش ابزار و همچنین اعمال نیروی مجاز به‌استخوان برای جلوگیری از شکستگی باید کنترل شود. این مطالعه به‌طور مشخص به‌مدل‌سازی پارامترهای موثر در فرزکاری استخوان شامل سرعت برش، نرخ پیشروی، عمق برش و قطر ابزار با استفاده از روش سطح پاسخ برای پیش‌بینی نیروهای برش می‌پردازد. در این روش ‌می‌توان به‌صورت روشمند یک معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم به‌منظور پیش‌بینی دقیق رفتار فرآیند فرزکاری استخوان ارایه نمود. همچنین از روش تحلیل حساسیت آماری سوبل برای بررسی دقیق میزان تاثیر پارامترهای ورودی روی رفتار نیروی برش بهره گرفته شده است. در این پژوهش رفتار پارامترهای مختلف ورودی به‌صورت جداگانه و برهم‌کنش آنها با یکدیگر روی نیروی ماشین‌کاری مورد ارزیابی و تحلیل قرارگرفته است. مولفه‌های نیروی برش در سه جهت پیشروی، عمود بر پیشروی و عمود بر سطح استخوان اندازه‌گیری و بررسی شد. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد مدل ریاضی حاکم بر مساله عملکرد مناسبی در بازه پارامترهای تعریف شده دارد و ‌می‌تواند پیش‌بینی بسیار خوبی از رفتار نیرو ارایه نماید. با انتخاب سرعت دورانی ۱۵۰۰دور بر دقیقه،  نرخ پیشروی ۱۲میلی‌متر بر دقیقه، قطر ابزار ۲میلی‌متر و عمق برش ۰/۲ میلی‌متر ‌می‌توان به‌حداقل نیروی برش دست یافت. همچنین در خصوص حساسیت رفتار نیرو براساس تغییر پارامترهای ورودی در بازه ‌آزمایش‌ها، بیشترین اثر مربوط به‌اثر عمق برش با۳۶/۳% تاثیر و پس از به‌ترتیب نرخ پیشروی با ۲۸/۴%، قطر ابزار با ۲۷/۵% و سرعت دورانی با ۷/۸% است.
متن کامل [PDF 1241 kb]   (1056 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشی اصیل | موضوع مقاله: بیومکانیک
دریافت: 1398/2/22 | پذیرش: 1398/5/13 | انتشار: 1398/1/29

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.