مقايسه تاثير خواص ناهمگن و ناهمسانگرد در جهات مختلف بارگذاري روي استخوان تيبيا به روش اجزاي محدود

استخوان تيبيا يكي از استخوان‌هاي باربردار بدن است كه بررسي‌هاي بيومكانيكي زيادي روي اين استخوان با روش اجزاي محدود انجام مي‌شود. اطمينان از نتايج اين روش وابسته به دقت هندسه و خواص مواد مدل استخوان است. هندسه دقيق برمبناي تصاوير CT ايجاد مي‌شود. با توجه به خواص متعدد استخوان از جمله ناهمسانگردي و ناهمگني و وجود محدوديت در اعمال همه اين خواص در مدل اجزاي محدود، اين مدل‌ها با ساده سازي‌هايي همراه هستند. در اين پژوهش به بررسي تاثير خواص ناهمسانگرد و ناهمگن بر مبناي توزيع چگالي، روي رفتار استخوان تيبيا پرداخته مي‌شود. سه مدل با خواص همگن-همسانگرد، همگن-ناهمسانگرد و ناهمگن-همسانگرد، تحت بارگذاري فشاري، كششي و برشي مقايسه شده است. نتايج نشان داد، اعمال خواص ناهمگن و ناهمسانگرد تحت همه بارگذاري‌ها موجب افزايش بيشينه تنش، كرنش و جابه‌جايي مي‌شود. ميزان بيشينه افزايش در مدل‌هاي ناهمگن تحت بار فشاري (253 % در كرنش، 42 % در جابه‌جايي و 22 % در تنش) و در مدل‌هاي ناهمسانگرد تحت بار فشاري (49 % در كرنش)، تحت بار برشي (3 % در تنش) و تحت بار كششي (5 % در جابه‌جايي) مشاهده شد. نتايج اين پژوهش، اهميت خواص مكانيكي مختلف استخوان، اثر و اولويت آنها متناسب با هدف مطالعه و نوع بارگذاري را در مدل‌سازي اجزاي محدود استخوان روشن‌تر مي‌سازد.