سامانه همایش‌ها TSTA | ثبت‌نام و ارسال مقاله کنفرانس‌ها و کنگره‌های ملی

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

Finite Element Analysis of Ankle-Foot Orthosis (AFO): Influence of Shell and Insole Thickness Across Material Variants

Authors :

Maryam Sheikhi¹ َAisan Rafiei² Nima Jamshidi³

1- University of Isfahan 2- Iran University of Science and Technology 3- University of Isfahan

Keywords :

Ankle-Foot Orthosis،Finite Element Analysis،Shell Thickness،Material Properties،Orthotic Biomechanics

Abstract :

Ankle-Foot Orthoses (AFOs) are essential biomechanical devices designed to enhance gait stability, reduce excessive limb movement, and redistribute load during rehabilitation for individuals with lower limb impairments. To achieve optimal AFO performance, a precise anatomical fit, lightweight construction that does not compromise functionality, mechanical robustness under multi-axial loading, reduced skin pressure, and enhanced user comfort are all required. This study aimed to develop biomechanically optimized, patient-specific AFOs using advanced technologies such as 3D scanning, additive manufacturing, and topology optimization. A finite element analysis (FEA)-based approach was employed to evaluate the effects of orthotic geometry, material properties, shell and insole thickness, and stiffness under dynamic physiological loading conditions. Four geometric configurations were simulated using patient-specific 3D models, varying shell thicknesses (3 mm and 6 mm) and insole thicknesses (6 mm and 9 mm). Two commonly used materials—polylactic acid (PLA) and polypropylene (PP)—were assessed under a vertical load of 350 N to analyze stress distribution, deformation, and plantar pressure. The results demonstrated that both geometry and material selection significantly influence mechanical performance, including displacement, Von Mises stress, and contact pressure. Thicker shell-insole combinations improved load-bearing capacity, while PP exhibited lower stress concentrations compared to PLA. This integrative simulation framework supports the quantitative evaluation of AFO designs and provides clinically relevant insights for personalized orthotic development and optimization.

Papers List

List of archived papers

“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

نقش هوش مصنوعی در بهینه‌سازی فرآیندهای بازاریابی دیجیتال برای کسب‌وکارهای صنعتی

جواد قهرمان زاده

تاثیر تعدیل کننده شدت رقابت پذیری بازار محصولات و نبود تقارن در اطلاعات بر ارتباط مابین هزینه های سرمایه ای و ارزشگذاری شرکت

سینا سلیمانی - فاطمه صمدی

بررسی رابطه سیاست های تامین مالی شرکت و عملکرد شرکت بر افشای ریسک در شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران

بهاره فضلی

طبقه بندی دقیق تومورهای مغزی با رویکرد ترکیبی EfficientNetB4 و ترنسفورمر بینایی

الهه الهی پرست باقری - افشین ابراهیمی

Recovery of Hand Motor Function in Children with ‎Hemiparetic Cerebral Palsy using an Interactive ‎Computer Game Combined with Mechanoreceptor ‎Stimulation: A Pilot Study

Mobina Ramezani - Shahed Salehzehi - Parisa Hosseini - Zahra Alizadeh Sarborj - Ghazal Mohammadzadeh - Hamid Reza Kobravi - Narges Hashemi - Mehran Beiraghi Toosi - Javad Akhondian

Predicting Sleep Efficiency and Apnea Index Using ECG-Derived and Sleep Quality Features: A Machine Learning Approach

Mahla Khodaverdi - Raheleh Davoodi

A Combined Time-Frequency and Common Spatial-Spectral Pattern Approach for EEG-Based Motor Imagery Classification

Reza Nejati - Hamed Danandeh Hesar

تبیین ابعاد و مؤلفههای مؤثر بر موفقیت مالیات کسب و کارهای نوپا مبتنی بر قابلیتهای نوآورانه با رویکرد هوش مصنوعی در شرایط اقتصاد امروز

حسین بوذری

چالش‌های اخلاقی استفاده از هوش مصنوعی در پیش‌بینی رفتار مصرف‌کننده: مطالعه موردی در تجارت الکترونیکی

علی نادرزاده ینگجه