Application of Topology Optimization in Design of Stem Profile in Hip Implants Using Finite Element Method

سال انتشار: 1397
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 200

فایل این مقاله در 7 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_ADMTL-11-2_010

تاریخ نمایه سازی: 13 اردیبهشت 1400

چکیده مقاله:

Appropriate design of stem shape is an important factor in total hip replacement. It affects the attachment of the implant to the bone and the stability of the implant. Using topology optimization, this study has been an attempt to propose an optimized model of the stem profile of the hip implants. In this regard, a three-dimensional finite element model of the implant has been combined with a stiffness-based topology optimization algorithm to reduce the relative motion between the implant and the bone. The objective function in the optimization problem is the compliance of the structure which should be minimized. Also, a constraint on usable volume is applied to the structure. Then smoothing process has been done on the optimal model to prevent its geometric complexities. Results show that the final model has a smaller weight, less displacement, and more uniform stress distribution. In addition, using conventional production methods, this model can be easily produced.

نویسندگان

Mohammad Reza Niroomand

Department of Mechanical Engineering, Payame Noor University, Iran

Farzad Boroomand

Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :