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

Patient-Specific TMJ Implants: A Finite Element Study on Placement and Material Effects

Aryana Tavakoulnia - Mohadese Rajaeirad - Nima Jamshidi - Sandipan Roy

ارتباط بین رفتار سرمایه گذاری و خطر سقوط قیمت سهام

بیتا دلنواز اصغری - لیلا محمدی - بهنام رنجبرالوار - مهدی پورعلی

Backward Walking Under Dual-Task Conditions Among Young Adults: A Potential Tool for Early Detection of Gait Instability and Fall Risk

Zahra Ouni - Hassan Khoudeh - Mina Niknam - Fariborz Rahimi

مخابرات و اینترنت اشیا: زیرساخت‌های نوین برای اقتصاد دیجیتال

سجاد یوسفی - مریم پورنجف - آمنه احمدی - شکوفه گرینی - حسنا هاشم بیگی

تاثیر قابلیت مقایسه صورت‌های مالی بر مربوط بودن اطلاعات حسابداری

محمد فرجی بنائی - نیما تمجیدی فر - امیرحسین قوچی

کاربرد داربست زیستی سه‌بعدی در مدل‌سازی in vitro فیبروز کبدی ناشی از NAFLدرموش سوری نر نژاد C57BL/6

حدیثه شکری - امید وجدان دوست اهرابی

بررسی مربوط بودن ارزش اطلاعات حسابداری با استفاده از روش CART: یک مطالعه برای شرکت‌های داروسازی در بورس اوراق بهادار تهران

نوراله خدادادی - مهرداد قنبری - بابک جمشیدی نوید - جواد مسعودی

“Analyzing the Impact of Emerging Technologies on Supply Chain Sustainability: A Case Study of the Food Supply Chain in the Post-COVID Era”

Mahdi Rezaei - Salman Vali mohammadi

Structural Insights into the Molecular Mechanism of Cancer Regulator BRCA1 Methylation

Shadi Asadi - Maryam Azimzadeh Irani

پیاده سازی مسیر یابی هوشمند بر اساس انرژی برای شبکه حسگر بی سیم

حمداله مهرآیین

more

Samin Hamayesh - Version 42.5.2