بررسی مرگ سلولی استخوان در برشکاری متعامد با استفاده از روش اویلر-لاگرانژ دلخواه و کوپل حرارتی-جابجایی

امروزه با پیشرفت علم پزشکی روشهای نوین برای درمان بیماریهای ارتوپدی مانند استفاده از برشکاری استخوان نقش مهمی را دارا میباشند. عوامل موجود در فرایند برشکاری استخوان میتواند تاثیر زیادی بر روی بافت استخوان بگذارد، به طوریکه افزایش دمای استخوان در هنگام برشکاری میتواند باعث مرگ سلولی بافت گردد. به همین دلیل بررسی تاثیر پارامترهای مهم برشکاری مانند عمق برشی، زاویه برش و سرعت برشکاری بر روی بافت استخوان مسیله مهمی میباشد. در این مقاله یک مدلسازی کوپل دوبعدی از فرایند برشکاری متعامد استخوان ران گاو به دلیل نزدیکی خواص مادی آن به استخوان انسان، به کمک نرمافزار آباکوس و بکار بردن روش اویلر-لاگرانژ دلخواه صورت گرفته است. همچنین از شرایط پایدار برای ابزار و فرایند استفاده شده تا از اطلاعات موجود در نتایج آزمایشگاهی به دست آمده، به عنوان معیار دقیقی برای بررسی نتایج مورداستفاده قرار گیرد. با توجه به این مهم که استفاده از مدلهای لاگرانژی و اویلری به تنهایی برای مدلسازی فرایند برشکاری که در آن المان ها دچار اعوجاج شدید میشوند مناسب نیست. در این مقاله از روش اویلر-لاگرانژ دلخواه استفاده شده تا از اعوجاج المان ها جلوگیری شده و همچنین نتایج به دست آمده از این مدلسازی برخلاف روشهایی که از مش بندی مجدد برای کنترل تغییر شکل بزرگ و اعوجاج المانها استفاده میکنند، دقیقتر و قابلاطمینان میباشد. نتایجی که با استفاده از این روش به دستآمده نشان میدهد که در برشکاری متعامد استخوان با افزایش عمق برش و سرعت برشکاری نیروی برشکاری و دمای استخوان افزایشیافته، اما با افزایش زاویه براده ابزار نیرو برشکاری و دما تولیدی کاهش مییابد.

Keywords:

برشکاری متعامد استخوان , مرگ سلولی استخوان , روش المان محدود , اویلر-لاگرانژ دلخواه , اعوجاج المان