بررسي تجربي و شبيه‌سازي عددي عمليات برش متعامد استخوان كورتيكال با استفاده از مدل ماده الاستيك - پلاستيك و مدل آسيب ديناميكي

ماشين كاري استخوان يكي از مراحل جراحي ارتوپدي شناخته مي شود. براين اساس كنترل دما در ماشين كاري براي جلوگيري از آسيب حرارتي به استخوان ضروري است. بررسي فرايند برش متعامد به دليل پايه ي ديگر فرايندهاي ماشين كاري حائز اهميت است؛ بنابراين مطالعه تجربي و عددي براي برش متعامد انجام شد. يك مدل المان محدود دوبعدي براي پيش بيني نتايج دما در طول برش متعامد ارائه شده است.. از يك مدل الاستيك - پلاستيك به‌عنوان مدل ماده براي پيش‌بيني رفتار استخوان كورتيكال در شبيه‌سازي المان محدود استفاده شد. مدل آسيب براي شكست كامل ماده، نفوذ ابزار و تشكيل براده به‌كار گرفته شد. شبيه‌سازي براي اولين بار با مدل آسيب انجام گرفت و نتايج آن براي اولين بار با روش سطح پاسخ و تحليل حساسيت به روش سوبل براي هر پارامتر به‌صورت جداگانه و برهم‌كنش پارامترها بررسي و تحليل شد. نتايج آزمايش شبيه‌سازي توافق نزديكي را با نتايج تجربي نشان مي‌دهد. طبق بهينه‌سازي انجام شده كمينه دما در شرايطي كه عمق برش 0/1 ميلي‌متر، سرعت حدود 192 ميلي‌متر بر ثانيه و زاويه براده 12 درجه است، حدود 26 درجه سلسيوس مي‌شود. مطالعه انجام شده مي‌تواند در پيشبرد هر چه‌بهتر فرايند ماشين‌كاري استخوان مؤثر باشد و باعث پيشرفت در حوزه جراحي ارتوپدي، بهينه‌سازي پارامترهاي برش و طراحي ابزار شود.