تعیین خواص ساختاری هایپرویسکوالاستیک ماده UHMWPE بکار رفته درپروتز پرودیسکبا استفاده از روش کوپل المان محدود-بهینه سازی بر مبنای مدل مونی ریولین

انتخاب ماده مناسب در ساختار پروتزها همراه با خواص مکانیکیمطلوب جهت کاهش سایش و افزایش طول عمر پروتز بسیار حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق تعیین خواص ساختاری ماده پلیاتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا با استفاده از روش کوپل المان محدودو الگوریتم بهینه سازی و همچنین تحلیل و ارزیابی تنش فون مایسزدر پروتز پرودیسک همراه با خواص مکانیکی حاصل، شامل خواص هایپر الاستیک و ویسکوالاستیک است. یک مدل دو بعدی المان محدود از ماده پلیمری با خواص مکانیکی ویسکوالاستیک و هایپرالاستیک درنرم افزار اباکوس تعیین و مورد شبیه سازی و تحلیل قرار می گیرد. خواص مکانیکی مدل در طی یک فرایند بهینه سازی به روش الگوریتم بهینه سازی تیرید با هدف ایجاد انطباق بین نمودارهای آسودگی تنش حاصل از هر مرحله شبیه سازی و تست های آزمایشگاهی، استخراج می شود. نتایج حاصل از این پژوهش رفتارهای بهینه به دست آمده از طریق المان محدود بر مینای مدل مونی ریولین را نشان می دهد. سپس پارامترهای خواص مواد بدست آمده در ساختار یک مدل سه بعدی از پروتز پرودیسک به منظور ارزیابی توزیع تنش فون ما یسز تحت بار فشاری ۷۳/۶ نیوتن بکار گرفته می شود.حداکثر مقدار تنش در پروتز با در نظر گرفتن خواص هایپرویسکوالاستیک مدل مونی ریولین برای بخش بالایی پروتز از جنس کروم کبالت برابر با MPa ۴۲۹ و برای بخش پایینی پروتز از جنس تیتانیوم MPa ۳۵ و هسته مرکزی پلیمری پروتز MPa ۹۳۶ می باشد.

Keywords:

UHMWPE , بهینه سازی , المان محدود , هایپرویسکوالاستیک , پروتز پرودیسک , مدل مونی ریولین