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
ررسی تجربی و شبیه‌سازی عددی عملیات برش متعامد استخوان کورتیکال با استفاده از مدل ماده الاستیک - پلاستیک و مدل آسیب دینامیکی
نوع پژوهش
مقاله چاپ‌شده
کلیدواژه‌ها
برش متعامد استخوان المان محدود پاسخ سطح و آنالیز حساسیت
سال 1401
مجله مکانیک سازه ها و شاره ها
شناسه DOI
پژوهشگران وحید طهماسبی ، مهدی قاسمی ، محمد حسین اسلامی ، پرهام کارخانه ، مجتبی ذوالفقاری

چکیده

امروزه ماشین‌کاری استخوان به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مراحل جراحی‌های ارتوپدی شناخته می‌شود. با شبیه‌سازی دقیق و مؤثر از فرایند ماشین‌کاری می‌توان به بهبود سریع‌تر بیمار و راندمان بالا در جراحی دست‌یافت. براین‌اساس تخمین و کنترل دمای تولیدی در ماشین‌کاری برای جلوگیری از تولید گرمای بیش از حد و آسیب حرارتی به استخوان ضروری است. بررسی فرایند برش متعامد به دلیل پایه‌ی دیگر فرایندهای ماشین‌کاری حائز اهمیت است؛ بنابراین مطالعه تجربی و عددی برای برش متعامد انجام شد. یک مدل المان محدود دوبعدی برای پیش‌بینی نتایج دما در طول برش متعامد ارائه شده است. از یک مدل الاستیک - پلاستیک به‌عنوان مدل ماده برای پیش‌بینی رفتار استخوان کورتیکال در شبیه‌سازی المان محدود استفاده شد. مدل آسیب برای شکست کامل ماده، نفوذ ابزار و تشکیل براده به‌کار گرفته شد. شبیه‌سازی برای اولین بار با مدل آسیب انجام گرفت و نتایج آن برای اولین بار با روش سطح پاسخ و تحلیل حساسیت به روش سوبل برای هر پارامتر به‌صورت جداگانه و برهم‌کنش پارامترها بررسی و تحلیل شد. نتایج آزمایش شبیه‌سازی توافق نزدیکی را با نتایج تجربی نشان می‌دهد. طبق بهینه‌سازی انجام شده کمینه دما در شرایطی که عمق برش 1/0 میلی‌متر، سرعت حدود 192 میلی‌متر بر ثانیه و زاویه براده 12 درجه است، حدود 26 درجه سلسیوس می‌شود. مطالعه انجام شده می‌تواند در پیشبرد هر چه‌بهتر فرایند ماشین‌کاری استخوان مؤثر باشد و باعث پیشرفت در حوزه جراحی ارتوپدی، بهینه‌سازی پارامترهای برش و طراحی ابزار شود.