نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

3 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران

چکیده

سوراخ‌کاری یکی از مرسوم‌ترین روش‌ها در هنگام عمل جراحی بر روی استخوان انسان با هدف ثابت نگه داشتن استخوان‌های شکسته شده در کنار هم می‌باشد. به جهت پیچیدگی ماده تحت فرایند ماشین‌کاری و حساسیت فرایند، یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین روش‌های مکانیکی در حوزه مهندسی پزشکی است. ایجاد ترک، شکست و آسیب جدی به بافت استخوان مشکلی است که ممکن است با افزایش نیروهای ماشین‌کاری در حین عمل‌های ارتوپدی به وجود آید. در این مقاله یک معادله خطی رگرسیون مرتبه دوم به‌منظور پیش‌بینی رفتار نیروهای سوراخ‌کاری برحسب سرعت پیشروی، سرعت دورانی ابزار، قطر مته و برهم‌کنش‌های مؤثر آن‌ها ارائه شد. همچنین برای بررسی میزان اثرگذاری هریک از پارامترها، از روش آنالیز حساسیت ای-فست استفاده گردید. مطابق با نتایج به دست آمده سرعت دورانی مته با 57 درصد تأثیر، اثرگذارترین پارامتر ورودی بر نیروهای سوراخ‌کاری استخوان است. پس‌ازآن نرخ پیشروی با 23 درصد و عمق برش با 20 درصد پارامترهای مؤثر بر نیرو در فرآیند سوراخ‌کاری استخوان هستند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Sensitivity analysis of effective parameters on bone drilling force by using E-fast method

نویسندگان [English]

  • amin sousanabadi farahani 1
  • Omid Khalili 2
  • Ali Torabi 3

1 MSc.Department of Mechnical Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran

2 MSc. Department of Mechanical Engineering, Arak University of Technology, Arak ,iran

3 MSc, Department of Faculty Engineering, Tafresh University, Tafresh,Iran

چکیده [English]

Drilling is one of the most common methods during surgery on human bones with the aim of keeping broken bones together. Due to the complexity of the material under the machining process and the sensitivity of the process, it is one of the most important and widely used mechanical methods in the field of medical engineering. Cracking, breaking and serious damage to bone tissue is a problem that may arise with increased machining forces during orthopedic operations. In this article, a second-order linear regression equation was presented in order to predict the behavior of drilling forces in terms of feed speed, tool rotational speed, drill diameter and their effective interactions. Also, to check the influence of each parameter, E-fast sensitivity analysis method was used. According to the obtained results, the rotational speed of the drill is the most effective input parameter on bone drilling forces with 57% influence. After that, the feed rate with 23% and the cutting depth with 20% are the parameters affecting the force in the bone drilling process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drilling
  • machining force
  • medical engineering
  • sensitivity analysis
  • E-fast