1403/01/29
مجتبی ذوالفقاری

مجتبی ذوالفقاری

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 35200092900
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مکانیک
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
تحلیل تجربی و شبیه سازی عددی فرآیند سوراخکاری استخوان با در نظر داشتن آسیب تحت بارگذاری های دینامیکی مبتنی بر اثر نرخ کرنش
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
بیومکانیک، ماشینکاری، شبیه سازی عددی، مدل سازی آماری، سوراخکاری، استخوان، آسیب، مدل ماده، نکروز حرارتی، دما، نیرو، طراحی آزمایشها، بهینه سازی پارامترها.
سال 1396
پژوهشگران مجید قریشی(استاد راهنما)، وحید طهماسبی(دانشجو)، مجتبی ذوالفقاری(استاد مشاور)

چکیده

فرآیند سوراخکاری استخوان یکی از مهمترین فرآیندهای بیومکانیکی است که در اعمال جراحی ارتوپدی، درمان شکستگیها، دندانپزشکی و نمونهبرداری از استخوان کاربرد فراوان دارد. این فرآیند به جهت پیچیدگی و شرایط خاص ماده استخوان و حساسیت بالا، یکی از مهمترین، حساسترین و پرکاربرد- ترین فرآیندهای مکانیکی درحوزه مهندسی پزشکی است. در این تحقیق تحلیل تجربی دقیق با بهره گیری روشمند از روش طراحی آزمایشها، مدلسازی آماری و تحلیل حساسیت فرآیند و همچنین استفاده از تجهیزات مناسب و رعایت اصول انجام آزمایشات تجربی، مطالعه پارامترهای مهم ورودی شامل سرعت دورانی، نرخ پیشروی و قطر ابزار در سوراخکاری استخوان بر روی رفتار پاسخهای خروجی دما و نیرو به منظور به کارگیری در رباتهای جراحی صورت پذیرفته است. همچنین ضمن تبیین برخی علل اختلاف نظر محققان قبلی، بهینه سازی بر روی رفتار دما و نیروی محوری در فرآیند سوراخکاری استخوان در قالب بهینه سازی تک منظوره و بهینه سازی چند منظوره ارائه شده است. همچنین شبیه سازی عددی فرآیند سوراخکاری استخوان با تکیه بر بهکارگیری مدل ماده جانسون-کوک برای ماده استخوان کورتیکال در تحلیل فرآیندهای ماشینکاری استخوان و استخراج روشمند ضرایب استحکام و آسیب به همراه آزمونهای تجربی ، کد نویسی و شبیه سازیهای عددی مورد نیاز اقدام گردید و رفتار دما و نیروی محوری ضمن مقایسه اصولی کمی و کیفی با نتایج تجربی، مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین ملاحظه گردید انطباق شبیه سازی سه بعدی صورت گرفته با آزمایشهای تجربی مناسب است و ضمن شباهت قابل قبول شکل براده استخوان در شبیه سازی با آزمایشهای تجربی، رفتار دمای فرآیند و نیروی محوری حاصل از شبیه سازی، چه از منظر کیفی و چه از لحاظ کمی تطابق خوبی با مشاهدات تجربی دارد. حداکثر خطا در پاسخ دمای فرآیند در حدود 01 درصد و همچنین پیش بینی نیروی محوری با استفاده از شبیه سازی عددی در حدود 4 درصد با واقعیت اختلاف دارد.