استفاده از روش بهینه آرکان جهت بررسی فاکتور شکست استخوان

استخوان‌ها در بدن انسان بسته به نوع فعالیت ممکن است تحت بارهای مختلف کششی، فشاری و پیچشی قرار داشته باشند. با توجه به نوع ترک و نوع بارگذاری تا کنون تنها مود اول شکست جهت بررسی چقرمگی شکست مورد توجه قرار گرفته است. این در شرایطی است که برای تحلیل واقعی شکست باید مودهای مختلف شکست را مورد بررسی قرار داد تا به نتایج دقیق‌تری دست یافت. در این تحقیق به بررسی عددی و آزمایشگاهی مودهای اول، دوم و ترکیبی شکست استخوان کورتیکال دارای ترک پرداخته شده است. برای به‌دست آوردن چقرمگی شکست استخوان، از تحلیل المان محدود و محاسبه ضریب تصحیح هندسی استفاده شد. از نمونه‌های تهیه شده از استخوان تیبیای گاو جهت ساخت نمونه های کششی استاندارد مورد استفاده در دستگاه فیکسچر آرکان استفاده شد. برای انجام فرایند تست تغییرات ساختاری بر روی طرح فیکساتور آرکان اعمال و نمونه آن جهت انجام تحقیق ساخته گردید. این تغییرات شامل نحوه قرارگیری نمونه در فیکساتور و نیز امکان انجام آزمایش در زوایای مختلف بوده است. پارامتر فاکتور شدت تنش kc برای مودهای مختلف شکست به‌دست آمد. نتایج نشان داد که kic و kiic با تغییرات زوایای بارگذاری مقادیر مختلفی را نشان می دهند. نتایج بیانگر آن بود که kic با تغییرات زوایای بارگذاری مقادیر کمتری را تجربه می کند و این در حالی بود که kiic عکس چنین رفتاری را نشان داد. همچنین با اعمال برخی تغییرات فیکساتور بهینه شده می‌تواند برای ایجاد شرایط اندازه‌گیری مود سوم شکست در دستگاه تست پیچش نیز استفاده نمود.