بررسی خواص مکانیکی یک ماده متخلخل تابعی برای کاربرد در بافتهای جایگزین به روش تحلیلی و عددی | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 15, Volume 19, Issue 11, 1398, Pages 2717-2727 PDF (1.35 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| Authors | ||
| مهشید مهبد; مسعود عسگری* | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران | ||
| Abstract | ||
| مواد بیولوژیک متخلخل دسته جدیدی از مواد هستند که با توجه به خواص مکانیکی ویژه نظیر سختی و چگالی قابل تعریف و نیز فراهم نمودن امکان رشد استخوان، برای کاربردهای مختلف پروتزهای بیولوژیک از جمله جایگزینی استخوان در نظر گرفته میشوند. از طرفی پیشرفتهای اخیر در زمینه ساخت با استفاده از پرینتر ۳بعدی، امکان ساخت این مواد را با ریزساختارهای تعریف شده و کارآمد فراهم آورده است. در پژوهش پیشرو یک ماده متخلخل تابعی با تخلخل متغیر در لایههای مختلف مبتنی بر یک سلول واحد ارتوتروپیک جدید توسعه یافته و معرفی شده است. خواص مکانیکی این سازه ارتوتروپیک شامل مدول الاستیسیته و تنش تسلیم در جهات مختلف با توسعه روابط تحلیلی حاکم به شیوه تئوری محاسبه شده است. همچنین برای صحهگذاری نتایج تحلیل تئوری، مدلسازی عددی سازه در نرمافزار اجزاء محدود صورت گرفته است. نتایج تطابق مناسبی را بین روش تئوری و مدلسازی عددی نشان داده است. در ادامه با درنظرگرفتن سه سازه با میزان تخلخلهای مختلف، خواص مکانیکی در هریک از لایهها و نیز خواص کل سازه محاسبه شده است. خواص سازههای معرفی شده با خواص مکانیکی بافت استخوان تطابق خوبی را نشان داده است. در پایان تأثیر تغییرات مشخصههای مختلف سلول واحد ماده بر خواص مکانیکی کل سازه بررسی شده است و مشاهده شد که این تغییرات تأثیر قابل توجهی بر خواص مکانیکی کل سازه داشته و با تعیین مناسب مشخصههای هندسی میتوان به کارآیی مناسب و توزیع مناسب خواص ماده برای کاربردهای مورد نظر دست یافت. | ||
| Keywords | ||
| مواد بیولوژیک متخلخل; مواد تابعی; خواص مکانیکی; حل تئوری; مدلسازی عددی | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 502 PDF Download: 644 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,444,814 |
| PDF Download | 17,554,026 |