بررسی المان محدود میزان و توزیع تنش های اعمال شده به پا در حین ایستادن

تحقیقات بسیاری نشان داده اند که فاکتورهای بیومکانیکی نقش بسیار مهمی در مبحث سبب شناسی، درمان وجلوگیری از اختلالات پا بازی می کنند. در این مقاله جهت مدل سازی اجزاء پا شامل بخش استخوانی و بافت نرم تصاویرCT از پای یک انسان ۶۵ ساله تهیه شده و سپس به کمک اصل جداسازی اعضاء با توجه به تراکم عضو، بخش استخوانی وبافت نرم پا توسط نرم افزار MIMICS استخراج شد. مدل ها بصورت یک input فایل که توسط نرم افزار ABAQUSمستقیما قابل خواندن است استخراج شدند. بخش زردپی آشیل و قسمت Plantar fascia بصورت مجازی و توسط المانهای اتصال محوری و المان های خرپا مدل شده و با اعمال خواص مناسب برای بخش های مختلف شامل غضروف ها،استخوان ها و درنظر گرفتن بافت نرم به عنوان یک ماده هایپر الاستیک و تعریف شرایط تماسی مناسب بین پا و زمین،تنش ها و جابجائی های ناشی از وزن بدن درحالت ایستاده بر روی قسمت های مختلف پا استخراج گردید. بیشترین تنشایجاد شده بر روی استخوان های پا در حالت ایستاده و ناشی از وزن بدن در قسمت استخوان پاشنه پا می باشد. این میزانبرای انسان ۷۰ کیلوگرمی تقریبا ۳۲ مگاپاسکال می باشد. بیشترین محدوده تغییر جابجائی در منطقه استخوان هایمتاتارسال بوده و فشار تماسی قسمت بافت نرم پا در تماس با سطح زمین در قسمت پاشنه پا نیز حداکثر است. این میزانتقریبا ۰/۱۴ مگاپاسکال می باشد.

Keywords:

تحلیل المان محدود , تصاویر CT , فشار تماس , مدل ۳D پا