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Simulation FEM d'une prothèse de genou

Ansys au profit de la technologie orthopédique​​​

Branche : Technique médicaleDiscipline: Mécanique des structures

Pour la réalisation d'un nouveau type d'articulation hydraulique du genou, Streifeneder ortho.production a innové avec la simulation Ansys FEM.

Résumé

Tâche

L'objectif du développement de la prothèse de genou KINEGENstream, qui est dotée de nouvelles caractéristiques techniques, est de couvrir une autre zone d'utilisation avec des degrés d'activité plus élevés (degré de mobilité 3 - 4, poids du corps : jusqu'à 150 kg). Ainsi, cette prothèse est destinée au marcheur d'extérieur sans restriction, avec des besoins illimités en matière de marche et de mobilité.

Solution

Afin de déterminer et d'évaluer la déformation et la situation de stress des composants critiques de la prothèse du genou, les tests ont été simulés à l'aide de simulations FEM dans l'environnement Ansys® Workbench™.

Avantages clients

Les domaines critiques ont pu être identifiés et des améliorations concrètes de la structure ont pu être mises en œuvre sur la base des résultats. Le nombre de tests au banc d'essai nécessaires a été réduit.

Détails du projet

Tâche

Afin d'élargir l’éventail d’utilisations possibles pour les porteurs de prothèses du genou, Streifeneder ortho.production GmbH a lancé une nouvelle articulation hydraulique du genou. Il est destiné aux personnes dont le poids corporel ne dépasse pas 150 kg et qui ont un degré d'activité élevé. Contrairement aux développements précédents, il s'agit d'une articulation du genou avec un dispositif d'axe à plusieurs articulations. Pour étudier le comportement de la résistance à la fatigue de l'articulation, des essais au banc d'essai avec 3x106 changements de charge ont été réalisés.


Avantages clients

Le nombre test physiques nécessaires pourrait être réduit car les tests sont effectués avec des articulations du genou qui ont été améliorées au préalable par simulation. L'utilisation de matériaux coûteux pour leur production pourrait être évitée. Les résultats de la simulation n'ont pas été les seuls à convaincre les employés de Streifeneder. La manipulation intuitive du logiciel et les nombreuses possibilités de traitement des résultats dans Ansys Workbench ont également permis un gain d'efficacité rapide pour le développement du produit grâce à la simulation.


Solution

Pour déterminer et d'évaluer la déformation et la situation de stress des composants critiques de la prothèse du genou, les tests ont été simulés à l'aide de simulations FEM dans l'environnement ANSYS Workbench. La mobilité des différents composants les uns par rapport aux autres a été assurée aux points d'articulation par des contacts non linéaires sans frottement. Les composants essentiels du test ont été considérés comme idéalisés dans le modèle FE.


Support IT

Produits du projet