بررسی نحوه توزیع تنش و کرنش در پوشش چندلایه قابل انعطاف پروتز دست مصنوعی با الهام از ساختار پوست طبیعی دست

یکی از موارد بسیار با اهمیت در طراحی پروتزهای دست توجه به پوشش یا پوسته آن ها است. هدف از این تحقیق طراحی پوششی است که از نظر نحوه انتقال نیرو و تغییر شکل، رفتاری تا حد امکان، مشابه پوست طبیعی انسان داشته باشد. یک لایه از جنس لوریکا که خواصی بسیار شبیه پوست طبیعی دارد، به پوشش معمول متشکل از سه لایه اضافه گردید. با استفاده از تحلیل اجزای محدود در نرم افزار انسیس روکش چهار لایه جدید بر روی مدل سه بعدی پروتز دست با ضخامت های مختلف برای لایه خارجی مورد بررسی قرار گرفت و نحوه تغییر شکل و تنش های داخلی پروتز اندازه گیری شد. ضخامت بهینه بیرونی ترین لایه، با توجه به نحوه توزیع تنش و کرنش و انتقال آن به هسته فلزی پروتز، مورد ارزیابی قرار گرفت. رابطه بین ضخامت این لایه و نحوه توزیع تنش و تغییر شکل پوشش، خطی و مستقیم نیست و ضخامت ۵/۱ میلی متر در میان مقادیر اندازه گیری شده در این بخش، نتایج مناسب تری ارائه می دهد. در این تحقیق لایه چهارم برای بهبود خواص اصطکاکی و الاستیک روکش های پیشین به آن ها اضافه گردید و تاثیر وجود آن بر توزیع تنش و کرنش در پروتز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به عدم وجود ارتباط خطی میان ضخامت و توزیع تنش، برای تعیین ضخامت بهینه با توجه به محدودیت های موجود نظیر جاسازی حسگرهای تماسی در ادامه تحقیقات، حداقل ضخامت ممکن برای پوشش در نظر گرفته می شود.

کلیدواژه ها:

Prosthesis ، prosthetic hand ، skin layers ، optimum thickness ، Finite element analysis ، پروتز ، دست مصنوعی ، لایه­های پوست ، ضخامت بهینه ، تحلیل اجزای محدود