پیش بینی محل شکست استخوان ران انسان با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته

پیشرفت های صورت گرفته در روش المان محدود توسعه یافته امکان پیش بینی مسیر شکست را بدون دانش قبلی در مورد آن فراهم آورده است. در همین راستا، هدف این پژوهش پیش بینی محل شکست استخوان ران انسان با استفاده از روش المان محدود بر مبنای وکسل است. در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته به همراه مکانیزم آسیب غیر ایزوتروپیک، به بررسی چگونگی شکست استخوان ران برای 3 نمونه ی انسانی پرداخته می شود. مکانیزم آسیب غیرایزوتروپیک متشکل از 4 معیار شکست به صورت ترکیبی از معیار های هاشین و تنش بیشینه اصلی است. این مکانیزم آسیب با هدف در نظر گرفتن خواص ناهمگن و غیرایزوتروپیک استخوان توسعه داده شده است. مدل هایی از سه استخوان ران با استفاده از روش برش نگاری کمی ساخته شده و تحت بارگذاری مشخصی قرار گرفته اند. نیروی فشاری مورد نظر با زوایای 15- درجه نسبت به صفحات کرونال و سجیتال به سر استخوان ران وارد شده است. مسیرهای شکست متفاوتی برای استخوان شبیه سازی شدند. برای بررسی میزان دقت و توانایی این روش در شبیه سازی رشد ترک یک مقایسه یک به یک میان نتایج مدل سازی عددی و نتایج تست های مکانیکی انجام گرفته است. تناظر قابل قبولی در مورد ناحیه ی شروع ترک و مسیر رشد ترک، میان مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی دیده شد که بیانگر توانایی این روش در شبیه سازی رشد ترک است.