1403/02/04
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
استفاده از روش تحلیل حساسیت سوبل، مدل سازی و بهینه سازی آماری پارامتر های موثر در رفتار نیرو در فرآیند سوراخکاری استخوان
نوع پژوهش
مقاله چاپ‌شده
کلیدواژه‌ها
ماشینکاری، سوراخکاری استخوان، نیرو، تحلیل حساسیت آماری، طراحی آزمایشها، مهندسی پزشکی
سال 1395
مجله مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
شناسه DOI
پژوهشگران مجتبی ذوالفقاری ، وحید طهماسبی ، مجید قریشی

چکیده

یکی از مهمترین، حساسترین و پرکاربردترین فرآیندهای ماشینکاری در حوزه جراحیها و مهندسی پزشکی، فرآیند سوراخکاری استخوان میباشد. سوراخکاری استخوان کاربرد عمدهای در جراحیهای ارتوپدی، درمان شکستگیها و نمونه برداریهای استخوانی و همچنین دندان پزشکی دارد. استفاده از دریلهای جراحی اتوماتیک و همچنین رباتهای جراح کنترل عددی سبب ایجاد تحولی شگرف در بهبود این فرآیند شده است. در طول عمل سوراخکاری استخوان، اعمال نیروی بیش از حد به بافت استخوان سبب ایجاد شکست و ترک خوردگی و ایجاد آسیب جدی در بافت اسنخوان میگردد و همچنین این امکان وجود داردکه مته جراحی در داخل بافت استخوان دچار شکستگی گردد. در این مقاله با درنظر گرفتن سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار به عنوان مهمترین فاکتورهای ورودی فرآیند ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایشها و روش سطح پاسخ، نیروی اعمالی به بافت استخوان مدل سازی و معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم حاکم بر مدل استخراج گردیده و از دقت آن اطمینان حاصل شده است. سپس با بهره گیری از روش تحلیل حساسیت آماری سوبل که نسبت به سایر روش ها دارای مزیت استخراج مقدار کمی تاثیر پارامترهاست، به بررسی تأثیر پارامترهای ورودی بر روی پارامتر خروجی نیرو پرداخته شده و چگونگی تأثیر هریک از پارامترهای ورودی به دقت بررسی شده است و در انتها با بهینهسازی مدل حاکم بر فرآیند، مقادیر بهینه هریک از پارامترهای ورودی به منظور دستیابی به کمترین و بهترین مقدار نیروی ایجاد شده در حین سوراخکاری بافت استخوان ارائه گردیده است. نتایج بدست آمده بدین صورت است که کمترین مقدار نیروی وارده بر بافت استخوان در قطرهای کمتر، نرخ های پیشروی پایین تر و حداکثر سرعت دوران ابزار حاصل می گردد. و از بین پارامترهای ورودی با در نظر گرفتن تغییرات همزمان تمامی پارامترها در بازه آزمایشها، به ترتیب سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار بیشترین اثر را رفتار نیرو داشتهاند