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
بررسی تجربی، مدلسازی ریاضی و بهینهسازی نیروهای برش در فرآیند اتوماتیک فرزکاری استخوان کورتیکال استخوان کورتیکال
نوع پژوهش
مقاله چاپ‌شده
کلیدواژه‌ها
فرزکاری استخوان، پاسخ سطح، نیروهای برش
سال 1399
مجله مهندسي مكانيك مدرس
شناسه DOI
پژوهشگران مهدی قاسمی ، محمد مراد شیخی ، مجتبی ذوالفقاری ، وحید طهماسبی

چکیده

فرزکاری استحوان کورتیکال در جراحیهای اورتوپدی مانند تعویض مفصل زانو، اوتولوژیک، ستون فقرات و تعویض مفصل ران استفاده میشود. نیروهای برش ایجاد شده توسط ابزار برشی در طول فرزکاری استخوان کورتیکال بهمنظور کنترل سایش ابزار و همچنین اعمال نیروی مجاز بهاستخوان برای جلوگیری از شکستگی باید کنترل شود. این مطالعه بهطور مشخص بهمدلسازی پارامترهای موثر در فرزکاری استخوان شامل سرعت برش، نرخ پیشروی، عمق برش و قطر ابزار با استفاده از روش سطح پاسخ برای پیشبینی نیروهای برش میپردازد. در این روش میتوان بهصورت روشمند یک معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم بهمنظور پیشبینی دقیق رفتار فرآیند فرزکاری استخوان ارایه نمود. همچنین از روش تحلیل حساسیت آماری سوبل برای بررسی دقیق میزان تاثیر پارامترهای ورودی روی رفتار نیروی برش بهره گرفته شده است. در این پژوهش رفتار پارامترهای مختلف ورودی بهصورت جداگانه و برهمکنش آنها با یکدیگر روی نیروی ماشینکاری مورد ارزیابی و تحلیل قرارگرفته است. مولفههای نیروی برش در سه جهت پیشروی، عمود بر پیشروی و عمود بر سطح استخوان اندازهگیری و بررسی شد. نتایج بهدست آمده نشان میدهد مدل ریاضی حاکم بر مساله عملکرد مناسبی در بازه پارامترهای تعریف شده دارد و میتواند پیشبینی بسیار خوبی از رفتار نیرو ارایه نماید. با انتخاب سرعت دورانی 1500 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 12 میلیمتر بر دقیقه، قطر ابزار 2میلیمتر و عمق برش 0میلیمتر میتوان بهحداقل نیروی برش دست یافت. همچنین در خصوص /2 حساسیت رفتار نیرو براساس تغییر پارامترهای ورودی در بازه آزمایشها، 36 % تاثیر و پس از بهترتیب نرخ / بیشترین اثر مربوط بهاثر عمق برش با 3 7% است.