ارائه یک مدل تحلیلی و بررسی تجربی رفتار پارامترهای موثر در نیروی محوری فرآیند سوراخکاری استخوان کورتیکال
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک
2 استادیار دانشگاه اراک
3 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک
doi
چکیده
یکی از مهمترین فرآیندهای ماشینکاری در حوزه جراحیها و مهندسی پزشکی، فرآیند سوراخکاری استخوان میباشد. سوراخکاری استخوان کاربرد عمدهای در جراحیهای ارتوپدی، نمونهبرداریهای استخوانی و همچنین دندانپزشکی دارد. در طول عمل سوراخکاری استخوان، اعمال نیروی بیشازحد به بافت استخوان سبب ایجاد شکست و ترکخوردگی و ایجاد آسیب جدی در بافت استخوان میگردد. در این مقاله، یک مدل تحلیلی بهبودیافته براساس کارهای انجام شده توسط بونو و نی، چاندراسخاران و لی برای پیشبینی رفتار نیروی محوری در فرآیند سوراخکاری استخوان ارائهشده است، در این مدل عمل برش در راس مته به سه ناحیه تقسیم میشود: لبههای برش اولیه، بخش بیرونی لبه اسکنه (لبه برش ثانویه) و بخش داخلی لبه اسکنه (ناحیه دندانه). در مدل تحلیلی ارائهشده فرآیند برش در هریک از این سه ناحیه موردبررسی قرارگرفته است. بهمنظور صحهگذاری مدل تحلیلی، آزمایشهای تجربی با بهرهگیری از استخوان تازه گاو انجامشده است. نرخ پیشروی و سرعت دورانی ابزار بهعنوان پارامترهای موثر در سوراخکاری در نظر گرفتهشده و مدل آماری برای بدستاوردن مدل ریاضی و ارائه نمودارهای برهمکنش متغیرهای ورودی ازمایش، به روش سطح پاسخ و تحلیل تجربی فرایند سوراخکاری استخوان ارائه گردیده است. انطباق نتایج حاصل از مدل تحلیلی و آزمایشهای تجربی مناسب ارزیابی میگردد. نتایج بهدست آمده از مدل تحلیلی و مدل تجربی بدینصورت است که با کاهش مقدار پیشروی و افزایش سرعت دورانی ابزار نیروی وارده به بافت استخوان کاهش مییابد.
