تخمین عددی تنش، کرنش و تغییر شکل استخوان ران در اثر برخورد سه گلوله به روش اجزاء محدودبرای ترمیم ضایعه استخوانی به کمک سیمان کلسیم فسفات تقویت شده با نانوذرات استرانتیوم نیترات

پیش بینی عددی شکست استخوان همواره از موضوعات پراهمیت برای آشنایی با رفتار پیجیده استخوان در برابر تنش های بیش از حد است؛ بدین منظور با کمک روش اجزاء محدود به تخمین تنش، کرنش لگاریتمی و تغییر شکل استخوان ران در اثر برخورد سه گلوله با کالیبرهای متفاوت با استفاده از روش آسیب جانسون - کوک پرداخته شده است. در اثر برخورد گلوله ها حفراتی ایجاد می شود که می توان برای پرکردن این ضایعات از سیمان استخوانی کلسیم فسفات تقویت شده با نانو ذرات استرانتیوم نیترات استفاده کرد. بیشترین مقدار تنش در اثر برخورد گلوله ای با کالیبر ۷ میلی متر با مقدار ۴۸۴/۷ مگاپاسکال است و کرنش لگاریتمی بیشینه نیز در این مدل برابر با ۵/۶۰۴ است. بزرگ ترین حفره ایجاد شده در استخوان ران در اثر برخورد گلوله ای با کالیبر ۹ میلی متر است که قطری برابر با ۱۳/۷۵ میلی متر دارد. نسبت تنش بیشینه مدل کالیبر ۷ به تنش تسلیم استخوان ۴۴۳/۲۵% تخمین زده شد. همچنین بیشینه تنش وارد شده به سیمان استخوانی با نانوذرات استرانتیوم نیترات ۷% برابر با ۹/۲۶ مگاپاسکال است که با توجه به استحکام فشاری بدست آمده، سیمان مورد نظر با ضریب ایمنی مناسبی در برابر آن مقاوم خواهد بود.

کلیدواژه ها:

روش اجزاء محدود ، آسیب جانسون -کوک ، استخوان ران ، مکانیک برخورد و تصادم ، نانو ذرات استرانتیوم نیترات.