Application of Topology Optimization in Design of Stem Profile in Hip Implants Using Finite Element Method
- سال انتشار: 1397
- محل انتشار: مجله بین المللی طراحی پیشرفته و تکنولوژی ساخت، دوره: 11، شماره: 2
- کد COI اختصاصی: JR_ADMTL-11-2_010
- زبان مقاله: انگلیسی
- تعداد مشاهده: 313
نویسندگان
Department of Mechanical Engineering, Payame Noor University, Iran
Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده
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.کلیدواژه ها
Finite Element, Hip Implant, Stem Profile Design, Stress Analysis, Topology Optimizationاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.