مدلسازی ریاضی و تحلیل حساسیت پارامترهای موثر بر دمای فرآیند سوراخکاری استخوان کورتیکال به کمک نوسانهای فراصوتی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
doi
چکیده
استفاده از نوسانهای فراصوتی برای کاهش دما در سوراخکاری استخوان یکی از مهمترین فرآیندهای نوین است که مورد توجه محققین حوزه جراحی استخوان قرار گرفته است. لذا بررسی رفتار دما در فرآیند سوراخکاری استخوان به کمک نوسانهای فراصوتی و پیشبینی رفتار دما نقش مهمی در بهبود استفاده از این روش در عملهای جراحی ارتوپدی دارد. در این پژوهش با استفاده از روش سطح پاسخ و تحلیل آماری اثر پارامترهای فرآیند روی تغییرات دما مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل آماری برای بررسی اثر هر یک از متغیرهای ورودی شامل سرعت دورانی ابزار، سرعت پیشروی ابزار، دامنه نوسان فراصوتی و برهمکنش آنها روی دما انجام شده است. همچنین با استفاده از روش آماری حساسیت سوبل مقدار تاثیر و حساسیت هر یک از متغیرهای ورودی روی دما مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که استفاده از نوسانهای فراصوتی باعث کاهش دما میشود و سرعت دورانی (۴۸%)، دامنه نوسان (۳۳%) و سرعت پیشروی (۱۹%) به ترتیب بیشترین اثر را بر دمای فرآیند سوراخکاری به کمک نوسانهای فراصوتی داشتهاند. استفاده از نوسانهای فراصوتی میتواند باعث کاهش وابستگی دمای فرآیند به سرعت پیشروی شده و در نتیجه امکان انجام جراحی در زمان کوتاهتری را ممکن میسازد. کمینه مقدار دما (حدود C°۳۷) در سرعت دورانی ۵۰۰دور بر دقیقه و سرعت پیشروی ۲۰میلیمتر بر دقیقه و دامنه نوسان ۱۵میکرومتر حاصل شده است.
