A parametric analysis of lattice-based implants
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 687599
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ARMİN TÜRKSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: kalça implantı, eklemeli imalat, kafes yapısı, sonlu elemanlar yöntemleri, hip implant, additive manufacturing, lattice structure, finite element methods
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Tarih boyunca insanoğlu, inşa etmek ve tasarlamak için doğadan ilham almıştır. Eski günlerde, ciddi kemik yaralanmaları olan insanlar acı çekmeye ve ölmeye mahkumdu. Bilim ve tıbbın ilerlemesiyle erkekler ameliyat yapmaya başladı ve artroplasti buna bir örnek. Ameliyat, kusurlu kalça ekleminin çelik, seramik ve plastikten yapılmış yenisiyle değiştirilmesinden oluşur. İlk prosedürün gerçekleştiği 60'lı yılların başından itibaren, kalça implantı, protezin kalitesini artırmak için çeşitli gelişmelerden geçti. Eklemeli üretimin kullanıma sunulması, her hastanın ihtiyaçlarına göre uyarlanmış kişiselleştirilmiş implantların üretilmesini sağladı. Ayrıca, köpükler ve kafes yapıları gibi hücresel yapıların tanıtılması, ağırlık azaltmada iyileştirmeler getirdi ve stres korumasının üstesinden gelmeye yardımcı oldu. Stres kalkanı zamanla kemik yoğunluğunun azalmasına neden olur. Mühendisler, yapının topolojisini, bağıl yoğunluğu ve malzemeleri değiştirerek, katılığı uyarlamak gibi kafesin mekanik davranışını kontrol edebildiler. Bu çalışmada, mekanik özellikler üzerindeki etkilerini görmek için üç faktör incelenmiştir: Kirişlerin kalınlığı, birim hücre boyutu ve malzemeler. Simülasyonlar, ISO uluslararası standartlarına göre bir dış kabuk ve bir dolgu kafes ile bir kalça implantı üzerinde gerçekleştirildi. Kalça implantının modellemesi Solidworks® yazılımında yapıldı ve kafes yapısı nTopology'de tasarlandı. Statik yapısal simülasyonlar nTopology® platformunda gerçekleştirilmiştir. Kafesleri daha fazla incelemek için yalnızca kafes üzerinde daha statik yapısal sonlu eleman simülasyonları yapıldı. Ayrıca, her üç malzemede de Wear-Phelan kafesi için yoğunluk ve ağırlık tasarrufları araştırıldı. Elde edilen maksimum stres ve deformasyon verileri, Wear-Phelan'ın diğer kafeslerden daha iyi performans gösterdiği için gelecekte kullanım için iyi bir potansiyele sahip olduğunu gösterdi.
Özet (Çeviri)
Throughout history, humankind took inspiration from nature to build and design. In the old days, people who had severe bone injuries were doomed to suffer and die. With the advancement of science and medicine, men started practicing surgeries, and arthroplasty is one example. The surgery consists of replacing the defective hip joint with a new one made from steel, ceramics, and plastic. From the early 60s, where the first procedure took place, the hip implant went through several developments to improve the quality of the prosthesis. The introduction of additive manufacturing enabled the manufacturing of personalized implants adapted for every patient's needs. Furthermore, the introduction of cellular structures such as foams and lattice structures brought improvements in weight reduction and helped to overcome stress shielding. Stress shielding causes decreasing in bone density over time. By modifying the topology of the structure, the relative density, and the materials, engineers were able to control the mechanical behavior of the lattice, such as adapting the stiffness. In this study, three factors are investigated to see their impact on the mechanical properties: The thickness of the beams, the unit cell size, and the materials. The simulations were carried on a hip implant with an outer shell and an infill lattice according to ISO international standards. The modeling of the hip implant was done in Solidworks® software, and the lattice structure was designed in nTopology. The static structural simulations were carried in the nTopology® platform. More static structural finite element simulations were conducted on the lattice alone to study the lattices further. Also, density and weight savings were investigated for Wear-Phelan lattice in all three materials. The resulted data of maximum stress and deformation demonstrated that Wear-Phelan has a good potential for future use as it showed better performance than the other lattices.
Benzer Tezler
- Cu+2 ve Co+2 ile katkılı rutile(TiO2) tek kristalinin EPR tekniği ile incelenmesi
EPR analysis of Cu+2 and Co+2 doped rutile (TiO2) single crystall
ALİ ZERENTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BEKİR AKTAŞ
- Efficient hardware implementations for lattice-based cryptography primitives
Kafes-tabanlı kriptografi öğeleri için verimli donanım uygulamaları
AHMET CAN MERT
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDİNÇ ÖZTÜRK
- Dynamic characterization and optimization of additively manufactured tpms lattice structures
Katmanlı üretilen tpms kafes yapılarının dinamik karakterizasyonu ve optimizasyonu
UĞUR ŞİMŞEK
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. POLAT ŞENDUR
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Rüzgar tüneli kollektöründe üç boyutlu akımın sonlu farklar yöntemiyle analizi
Three dimensional analysis of wind tunnel contractions by finite difference method
MEHMET SANSAR