زاویه زانو (˚)
۱۵
۱۵
۹۰
۹۰
رفتار ماده
غیرخطی
خطی
غیرخطی
خطی
کرنش معادل
۰۲۱۰/۰
۰۲۰۷/۰
۰۲۲۸/۰
۰۲۱۳/۰
درصد خطای کرنش نسبت به حالت غیر خطی
۴۴/۱
۲/۶
تنش (MPa)
۲۷۵/۱۰
۰۲۸/۱۰
۲۸۲/۱۱
۳/۱۱
درصد خطای تنش نسبت به حالت غیر خطی
۴۶/۲
۱۶/۰
با توجه جدول ۳‑۵، مشاهده می‌شود نتایج حاصل از شبیه‌سازی با فرض خطی و غیرخطی بودن رفتار ماده تیبیال مطابقت قابل قبولی دارند. بنابراین برای کاهش زمان همگرایی جواب در تحلیل پروتز زانوی مورد نظر با توجه به حفظ حالت الاستیک تیبیال، می‌توان از فرض خطی بودن ماده استفاده نمود.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
نتایج شبیه‌سازی با فرض خطی بودن رفتار مواد در موقعیت‌های مختلف
در این بخش مهم‌ترین نتایج حاصل از شبیه‌سازی پروتز زانو یعنی تنش معادل ون مایزز و کرنش معادل در قطعه تیبیال، با فرض خطی بودن رفتار مواد تیبیال در بحرانی‌ترین موقعیت بارگذاری ارائه و مورد مقایسه قرار خواهد گرفت. در شکل ۳‑۳۰ و شکل ۳‑۳۱ به ترتیب تنش معادل ون مایزز و کرنش معادل تیبیال، با فرض رفتار خطی ماده در موقعیت‌های مختلف آورده شده‌است. با توجه به این شکل‌ها مشاهده می‌شود که برای زاویه زانوی ۱۴۰ درجه، تنش وارد ناحیه‌ی تغییرشکل پلاستیک می‌گردد.
شکل ۳‑۳۰: تنش معادل ون مایزز تیبیال، با فرض رفتار خطی ماده در موقعیت‌های مختلف.
شکل ۳‑۳۱: کرنش معادل تیبیال، با فرض رفتار خطی ماده در موقعیت‌های مختلف.
شکل ۳‑۳۲: تنش معادل ون مایزز تیبیال، با فرض رفتار غیرخطی ماده در زاویه زانوی ۱۴۰ درجه.
شکل ۳‑۳۳: کرنش پلاستیک معادل تیبیال، با فرض رفتار غیرخطی ماده در زاویه زانوی ۱۴۰ درجه.
شکل ۳‑۳۴: کرنش الاستیک معادل تیبیال، با فرض رفتار غیرخطی ماده در زاویه زانوی ۱۴۰ درجه.
شکل ۳‑۳۵: کرنش کلی معادل تیبیال، با فرض رفتار غیرخطی ماده در زاویه زانوی ۱۴۰ درجه.
ارائه مدل جدید ویرایش‌شده تیبیال و تیبیال‌ترای
با توجه به کانتورهای ارائه‌شده در بخش قبل، در زاویه زانوی ۱۴۰ درجه کرنش پلاستیک رخ می‌دهد. در این بخش با ویرایش مدل هندسی تیبیال و تیبیال‌ترای پروتز زانوی مورد نظر، سعی در کاهش تنش‌های اعمالی شده‌است.
پیش‌تر بیان شد که مالش[۷۶] و همکاران در سال ۲۰۱۲ میلادی [۱۴] ضمن مدل‌سازی المان محدود و تحلیل پروتز مفصل زانو، تأثیرات شعاع ساژیتال[۷۷] و زوایای خم شدن زانو روی تنش‌های مفصل را مورد بررسی و مطالعه قرار دادند. به عنوان نمونه، توزیع تنش ون مایزز به ازای شعاع ساژیتال mm 40 و زاویه زانو صفر درجه در شکل ۳‑۳۶ آورده شده است. هم‌چنین شکل ۳‑۳۷ تغییرات تنش ون مایزز به ازای مقادیر گوناگون شعاع ساژیتال، شکل ۳‑۳۸ تغییرات تنش برشی به ازای مقادیر گوناگون شعاع ساژیتال، شکل ۳‑۳۹تغییرات تنش ون مایزز به ازای مقادیر گوناگون زاویه زانو و شکل ۳‑۴۰ نیز تغییرات تنش برشی به ازای مقادیر گوناگون زاویه زانو را نشان می‌دهد. در مجموع، بر اساس تحقیق مالش و همکاران، افزایش شعاع ساژیتال منجر به افزایش تنش ون مایزز شده و به جنس ماده وابسته نبوده‌است. علت افزایش تنش ون مایزز آنست که با افزایش شعاع ساژیتال، سطح تماس افزایش می‌یابد و در نتیجه فشار تکیه‌گاهی و تنش بیش‌تری در پی خواهد داشت. از طرفی با افزایش شعاع ساژیتال، به علت کاهش تمرکز تنش در سطح مشترک، تنش برشی کاهش یافته‌است. هم‌چنین با افزایش زاویه زانو، به دلیل افزایش سطح تماس، تنش ون مایزز و تنش برشی هر دو افزایش یافته‌اند.
