tsta

فارسی

Home / سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران

Topology Optimization for Optimal Design of Human Tibial Fixation Plates toward Improving Biomechanical Compatibility

Authors :

Aida Ahmadi¹ Taha Goudarzi²

1- Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic) 2- Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)

Keywords :

Stress Shielding،Fixation Plates،Tibia،Topology Optimization،Design of Experiments

Abstract :

Stress shielding is one of the main challenges of using bone fixation plates, caused by the stiffness mismatch between the metallic plates and the natural bone. The goal of this study is to reduce the overall stiffness of tibial fixtures through topology optimization and design of experiments. Effects of four parameters, the number of holes, the hole diameters, the loading condition, and the volume reduction, on the overall stiffness of a tibial fixation plate are investigated using finite element analysis combined with Plackett–Burman and Taguchi design methods. The results show that the loading condition and volume reduction are the most influential factors, while the number and diameter of the holes are less critical. The optimized design, with eight holes, hole diameters of 11 and 13.5 mm, under compressive screw-hole loading, and a 45% volume reduction, achieved an equivalent elastic modulus of 5975 MPa, with a maximum stress well below the titanium yield stress. These results suggest that topology optimization can be used effectively for reducing the stress shielding and improving the biomechanical compatibility of fixation plates.

List of archived papers

Influence of PEG/PCL soft segments composition on the wettability and water absorption of polyurethane based scaffolds

ASMA FEYZI - SAJJAD MOGHANLOU - MOSTAFA REZAEI - FARHANG ABBASI - AMIN BABAIE

مدل‌سازی پیش‌بینی سکته مغزی با الگوریتم‌های تقویتی و شبکه‌های عصبی در داده‌های نامتعادل

ملیحه نیک سیرت - سیده فاطمه جوادی

شناسایی نقش تحول‌آفرین هوش مصنوعی بر خودکارسازی فرآیندهای حسابداری و ساده‌سازی گزارش‌های مالی

صدیقه بخشی زاده باغستانی

کاربرد EEG در تحلیل واکنش‌های مشتریان صنعتی (B2B Neuromarketing)

علی نظیری فیروز سالاری - علی قهرمانی

نقش مشوق های مالی به عنوان تعدلیگر در رابطه بین هنجارهای ذهنی و رفتارهای حافظ محیط زیست در بین دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد تبریز

سجاد محبی - اکبر علیزاده - مجید پابرجای زنجانی

نقش هوش مصنوعی در چابکی زنجیره تامین بر اساس دیدگاه زنجیره تامین بشردوستانه

اسماعیل محبی کندسری

مدل های نوین بودجه ریزی عملیاتی و نقش آنها در بهبود عملکرد مالی بانک ها

بهارک یادگار جمشیدی - مبینا مولایی

Comparative Evaluation of Two Keratin Extraction Methods from Kurdish Sheep Wool and Their Application in the Fabrication of Biocompatible Hydrogels with Gelation Time Analysis

Sajjad Pourabdal Nergi - Fatemeh Bagheri - Abbas Sheikh

معرفی معیار کمی‌سازی الگوهای متیلاسیون DNA در ژنوم

نغمه سادات ناظر کاخکی - نرجس الهدی محمدزاده - محیا مهرمحمدی

From Handcrafted to Deep Representations: ReliefF and DANN Feature Fusion for EEG Emotion Classification

Zahra Mahdinezhad - Raheleh Davoodi

more

Samin Hamayesh - Version 43.6.0