طراحی اندام های مصنوعی موثر نیاز به درک بارهای و استرس هایی که در طول استفاده با آن مواجه می شوند، محاسبات دقیق اطمینان از دوام، ایمنی و راحتی برای کاربران را فراهم می کند.این مقاله یک رویکرد گام به گام برای محاسبه بار و استرس در توسعه اندام مصنوعی فراهم می کند.

درک انواع Load

بارهای استاتیک بر اندام های مصنوعی می توانند به انواع استاتیک و پویا طبقه بندی شوند. بارهای استاتیک نیروهای ثابت مانند وزن بدن هستند، در حالی که بارهای پویا شامل حرکت و نیروهای تاثیر در طول فعالیت هایی مانند راه رفتن یا دویدن هستند.

محاسبه بارهای کاربردی

برای تعیین بار اعمال شده، وزن کاربر، سطح فعالیت و گاست را در نظر بگیرید.برای مثال، در طول راه رفتن حداکثر بار را می توان به عنوان یک وزن بدن برآورد کرد.از داده های بیولوژیکی برای اصلاح این برآوردها برای فعالیت های خاص استفاده کنید.

تحلیل استرس در اجزای Prosthetic

استرس با تقسیم نیروی اعمال شده توسط منطقه مقطعی از جزء محاسبه می شود: فرمول این است:

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱]

خواص مواد، مانند قدرت عملکرد و محدودیت خستگی، سپس با استرس محاسبه شده برای ارزیابی حاشیه های ایمنی مقایسه می شوند.

مثالی از Calculation

فرض کنید یک اندام مصنوعی حداکثر بار ۵۰۰ N را در طول فعالیت تجربه می کند، اگر ناحیه مقطعی یک جزء ۱۰ میلی متر باشد، استرس این است:

[Stress = 500 N / 10 میلی متر مربع = 50 N / m2

این مقدار سپس با قدرت مواد مقایسه می شود تا مشخص شود که آیا اجزای می توانند با خیال راحت بار را تحمل کنند.