Please wait ...
0% Complete
فارسی
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 Sheikhi
1
َAisan Rafiei
2
Nima Jamshidi
3
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
Screws That Hold: Stability Analysis of Distal Tibial Fractures Using FEA and a Novel Fixation Index
Amirhossein Karami - Mohadese Rajaeirad - Mohamed Elfekky - Nima Jamshidi
Engagement of shareholders in the company
Mahdi Rastkar Mirzaei - Ramin Saman Azari
نقشه راه آموزش هوش مصنوعی در ایران: از بومیسازی تا جهانیسازی
علی غلام نتاج - محمد عرفان رحمانیان کوشککی - امیدرضا حمیدی نیا - محمدمهدی افتخاری
An Automatic Pipeline for Simultaneous EEG-fMRI Artifact-removal (SEFA)
Farid Hosseinzadeh - Amin Mohammad Mohammadi - Mehrdad Anvarifard - ُSasan Keshavarz - Elias Ebrahimzadeh - Hamid Soltanian-Zadeh
بهبود امنیت داده در رایانش ابری عمومی با استفاده از یک معماری ترکیبی مبتنی بر AES و ECC
فاطمه رمضانی - علیرضا چمکوری
تهیه نانوحامل ژلاتین گالاکتوزیله شده با هدف کاربرد در دارورسانی هدفمند به بافت کبد سرطانی
مائده بخشی پور رشته رودی - امیرحسین شریفی - مریم رجب زاده - علی برادر خوش فطرت
تأثیر حسابداری منابع انسانی بر عملکرد مالی بانک قرض الحسنه مهر ایران
بهروز امیدی
جنبههای حقوقی سود حاصل از تسعیر و انتقال ارزهای دیجیتالی از نظر قوانین و مقررات مالیاتی
پردیس بهاج - سید مرتضی موسوینژاد - مرتضی بیکزاده
Design and Biomechanical Comparison of a Patient-Specific Anatomical Plate Versus Conventional Plate for Distal Humerus Fractures: A Finite Element Analysis
Fahime Rezazade - Azadeh Ghouchani - Maryam Amoochi
کاربرد هوش مصنوعی در کنترل کیفیت و بهره وری :رویکرد های علمی چالش ها و حاکمیت مسئولانه در صنعت
سجاد یوسفی - مریم پورنجف - مرضیه شریفی - سیده مبینا موسوی
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0