طراحی و بهینه سازی کفی های طبی از نظر شکل و جنس مطالعه اجزاء محدود

اندام پا یکی از مهم ترین اندام بدن و برش اصلی فعالیت متقابل بدن با زمین است. هرگونه تغییرات در ساختار پا که در اثر بیماری های مختلف ایجاد می شود، ممکن است باعث تغییر در عملکرد توزیع فشار در پا شود. کفی های طبی به طور گسترده ای برای درمان عارضه های مختلف اندام پا و مچ پا استفاده می شوند. در اکثر موارد کفی های طبی برای ایجاد توزیع مناسب فشار در کف پا کاربرد دارند. هدف از این مطالعه شبیه سازی اندام پا و همچنین طراحی و بهینه سازی کفی طبی از نظر شکل و جنس می باشد. به این منظور مدل پای فرد مبتلا به دیابت با استفاده از تصاویر سی تی اسکن تهیه شد. سپس کفی اولیه در نرم افزارهای طراحی سه بعدی طراحی و در نرم افزار تحلیل اجزاء محدود مونتاژ شد. مدل به دست آمده از تصاویر سی تی اسکن نیز با اضافه شدن رباط ها به نرم افزار تحلیلی وارد شد. تمامی شرایط مرزی و بارگذاری ها به مدل نهایی اعمال شد. فشارهای وارده به کف پا و کفی با انجام تحلیل اجزاء محدود محاسبه شد و با ایجاد رابطه ای بین فشارهای وارده به کفی و مختصات- مواد کفی، بهینه سازی شکل و جنس کفی انجام شد. نتایج نشان دادند که بیشینه فشار در قسمت های پاشنه و متاتارسال می باشد که با انجام بهینه سازی ها توزیع مناسبی در فشار کف پایی به دست آمد. بهینه سازی جنس کفی، ۴۰درصد کاهش ماکزیمم فشارکف پایی و بهینه سازی شکل کفی طبی، کاهش ۵۵ درصدی ماکزیمم فشار کف پایی را موجب شد که این خود نشان دهنده تاثیر بیشتر بهینه سازی شکل کفی طبی، نسبت به جنس آن می باشد.

Keywords:

مدل اجزاء محدود , کفی طبی , بهینه سازی , فشار کف پا.