Mathematical Modeling and Sensitivity Analysis of Effective Parameters on Temperature in Ultrasonic Assisted Drilling of Cortical Bone

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:

The use of ultrasonic vibrations to reduce the temperature in bone drilling is one of the most important advanced processes that has attracted the attention of bone surgeons. Therefore, the study of temperature behavior in the ultrasonic-assisted drilling process and the prediction of temperature behavior have an important effect on improving the use of this method in orthopedic surgery. In this research, the influence of process parameters on change in the temperature was studied using response surface methodology and data analysis. Data analysis was carried out to find the effect of process factors such as rotational speed, feed speed, and ultrasonic vibrational amplitude and their interaction on the temperature. Moreover, using the statistical method of Sobol sensitivity, the effect, and sensitivity of each input factor on temperature were studied. The results show that the use of ultrasonic vibrations reduces the temperature, and rotational speed (%48), vibrational amplitude (%33) and feed speed (%19) had the greatest effect on temperature in ultrasonic-assisted bone drilling, respectively. As a result, the use of ultrasonic vibration can reduce the dependency of process temperature on the feed speed, and thus make it possible to perform surgery in a shorter time. The minimum temperature is 37°C at the rotational speed of 500rpm and the feed speed of 20mm/min and the vibration amplitude of 15μm.

Language:
Persian
Published:
Modares Mechanical Engineering, Volume:20 Issue: 5, 2020
Pages:
1321 to 1331
magiran.com/p2103087  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!