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

واکاوی تحولات ناشی از کاربست هوش مصنوعی در فرآیند برندسازی

محمدرضا جلیلوند - جمیله عطائی

Numerical investigation of the effectiveness of cryosurgery on a liver tumor

Taha Samiazar - Mahkame Sharbatdar

بررسی ارتباط بین کیفیت حسابرسی و عدم شفافیت اطلاعات با هزینه سرمایه

سمیه فرهادی - محمد رستمی

تأثیر اثربخشی ابعاد چابکی زنجیره تأمین بر تاب‌آوری زنجیره تأمین با تعدیل‌گری هوش مصنوعی به عنوان عامل تسهیل‌گر (مطالعه موردی: شرکت پتروشیمی تبریز)

مریم عبدلی - علیرضا مجد خیابانی - سحرناز مجد خیابانی

Cerium-Based MOFs Incorporated into Zwitterionic Polymers for Disruption of Bacterial Biofilms: Toward Next-Generation Antimicrobial Surfaces

Helia Heydarinasab - Vahid Haddadi Asl - Mahdi Tohidian

پایش هوشمند دیابت به کمک اینترنت اشیا و داده‌کاوی: گامی نوین در مراقبت‌های سلامت دیجیتال

سیده عارفه رضوی - وحید جمشیدی - محبوبه طالبی - ملیکا ناصری

Benchmarking nnU-Net vs. Custom 3D U-Net for Kidney Tumor Segmentation: A Controlled Study on KiTS19 Dataset

Ariya Soleimany - Masoud Noroozi - Mohammad Saber Azimi - Alireza Karimian - Jafar Majidpour - Hossein Arabi

نقش هوش مصنوعی در بهینه‌سازی فرآیندهای بازاریابی دیجیتال برای کسب‌وکارهای صنعتی

جواد قهرمان زاده

خطرات احتمالی در طراحی و تجزیه و تحلیل سیستم‌های حسابداری و راهکارهای مقابله با آن

علی نمازیان - آرزو رضایی حومدینی

پذیرش فناوری هوش مصنوعی در بین کارکنان واحدهای مالی و حسابداری در صنعت خدمات اشتراکی

زهرا اسمی - معصومه جعفری - فرهاد جباری متین

more

Samin Hamayesh - Version 42.5.2