مدل سازی و مشخصه یابی کامپوزیت پلیمر - بیوسرامیک با الیاف بافته شده جهت کاربردهای ارتوپدی

کامپوزیت پلیمر، بیوسرامیکی با الیاف بافته شده دارای خواص مکانیکی بالا و وابسته با جهت (اورتوتروپیک)، مشابه بافت های بدن است و می تواند جایگزین مناسبی برای قلزات در جراحی ارتوپدی باشد. خواص این نوع کامپوزیت فقط متاثر از کسر حجمی تقویت کننده نیست بلکه آرایش و زاویه قرار گیری الیاف نیز نقشی به سزا ایفا می کند. هدف از پژوهش حاضر مطالعه و مدل سازی کامپوزیت زمینه پلیمری با الیاف بیوسرامیکی بافته شده دو بعدی به فرم براید جهت استفاده در جراحی ارتوپدی بود. تلاش شد تا با استفاده از مدل سازی سه بعدی به روش اجزاء محدود، بتوان به کسر حجمی و زاویه جهت گیری بهینه الیاف دست یافت بطوریکه خواص کامپوزیت نهایی به استخوان کورتیکال نزدیک باشد. از نرم افزار ANSYS ver.10 استفاده شده و ضریب کشسانی، استحکام، چگونگی توزیع تنش در زمینه و الیاف محاسبه گردید و میزان بهینه تعیین شد. نتایج نشان داد که در کسر حجمی بیش از 30% و زاویه الیاف 10 درجه می توان به خواص مناسب و نزدیک به استخوان کورتیکال دست یافت.

کلیدواژه ها:

مدل سازی ، اجزاء محدود ، کامپوزیت الیافی ، کامپوزیت براید (Braid) ، صفحه شکسته بندی