بررسی تئوری و تجربی تولید حرارت در فرآیند سوراخ کاری استخوان: تعیین سهم حرارت ورودی به استخوان با استفاده از تئوری ماشین کاری و انتقال حرارت رسانشی معکوس

استخوان ها بر اثر سانحه، کهولت سن و بیماری دچار شکستگی می شوند. برای درمان شکستگی استخوان ضروری است استخوان در محل مناسب ثابت نگه داشته شود. در شکستگی های پیچیده، برای ثابت نگه داشتن موضع شکستگی از ابزار و تجهیزات ثابت سازی داخلی و خارجی استفاده می شود. به منظور اتصال تجهیزات نگهدارنده، سوراخ کاری استخوان الزامی می باشد. در حین سوراخ کاری استخوان، نیروهای لازم جهت تشکیل براده، باعث افزایش دما می گردند. اگر دما تولید شده از C° ۴۷ فراتر رود، باعث پدیده نکروز حرارتی در استخوان می شود. نکروز حرارتی سبب عدم ثابت سازی و در نتیجه جوش خوردگی نادرست استخوان می گردد. در تحقیق حاضر سعی گردیده است تا با استفاده از تئوری ماشین کاری، حرارت حاصل از فرآیند سوراخ کاری محاسبه شود و بوسیله تئوری Weiner سهم حرارت ورودی به استخوان تخمین زده شود. آزمون های سوراخ کاری بر روی نمونه های استخوان گاو انجام پذیرفته و تغییرات دما در محل سوراخ اندازه گیری شده و با بکارگیری روش انتقال حرارت رسانشی معکوس، میزان حرارت ورودی محاسبه و با حرارت تئوری مقایسه گردیده است. نتایج نشان دادند که حرارت های تئوری و تجربی در شرایط مختلف فرآیندی مختلف به یکدیگر نزدیک بوده و مشخص گردید که تئوری های ماشین کاری و Weiner قادر به پیش بینی میزان حرارت ورودی به استخوان و تغییرات دما در موضع سوراخ می باشند.

کلیدواژه ها:

Bone ، Internal Fixation ، Drilling ، Heat Generation ، Weiner Theory ، Inverse Conduction Heat Transfer ، استخوان ، ثابت سازی داخلی ، سوراخ کاری ، ایجاد حرارت ، تئوری Weiner ، انتقال حرارت معکوس