Facultatea de Mecanica Deformarea osoasa

1. Facultatea de MecanicaDeformareaosoasa Student: Pana Monica

2. I. Introducere • Scopul testelor de deformare este de a stabili tăria relativă a osului atunci când sarcinile sunt aplicate într-un mod care il provoacă să se aplece în jurul unei axe. • Testele pot fi aplicate direct pe os sau cu dispozitive de fixare, cum ar fi şuruburi şi plăci şi fixatoare externe. • Pentru cele mai multe modele experimentale, membrul contralateral este folosit ca stare de control. • Un os este supus la o combinaţie de tensiune şi de compresie atunci când este solicitat în flexiune. • In timp ce osul este slabit prin tensiune, fracturile se propaga de la suprafaţa de extensibilitate a osului,la suprafaţă de compresie transversala până când forţele de forfecare care acţionează pe un plan de 45° devin suficient de mari pentru a rezulta o componentă fluture pe partea de compresie a osului.

3. Ilustraţie de o secţiune transversală la o tibie supusa la încovoiere, care arată distribuţia de tensiuni în jurul axei neutre (linie solidă). Extensibilitatea tensiunii acţionează pe suprafaţa anterioară a osului şi compresiunea tensiunii acţionează pe suprafaţa posterioară. Presiunile sunt mai mari pe suprafaţa periostală a osului şi inferioare în apropierea axei neutre. Extensibilitatea si comprimarea tensiunii sunt inegale, deoarece osul este asimetric.

4. Indoirea in 3 puncte • Trei puncte de flexiune apar atunci când trei forţe care acţionează asupra unui os produc două momente egale • Fiecare moment este produs de unul dintre cele două forţe periferice şi e distanţa perpendiculară de la axa de rotaţie la punctul de aplicare a forţei de mijloc • Fractura tipica in 3 puncte de indoire este fractura tibiala la schiori.

5. Fig 12.3 Diagrama distantelor transversale măsurate pentru a calcula momentul zonei de inerţie: X1 = lăţime latero-mediala a totalului (rază minimă în afara), X2 = lăţimea canalului medular (minim în interiorul raza), Y1 = lăţime dorso-palmară a totalului (rază major în afara), şi Y2 = lăţime dorsopalmară a canalului medular (majore în cadrul raza) pentru axa antero-posterioara a axisului.

6. 1. Prepararea probelor • Oasele care urmează pentru a fi testate trebuie să fie recoltate cât mai curând posibil postmortem • Infăşurate în prosoape saline ude, şi sigilate în pungi de plastic • Ele sunt apoi congelate la -20 ° C până la testare

7. 2. Metode de testare • De obicei, durata de sprijin pentru testarea îndoirii unui os întreg se extinde de la metafiza la metafiza • În astfel de cazuri, durata de sprijin de obicei se extinde de la fiecare capăt al osului suficient pentru a asigura un bun contact • Trei puncte de îndoire necesită utilizarea unui servomotor cu un singur punct de aplicare. Punctul de aplicare a acţiunii trebuie să fie localizat pe linia mediană între capetele suportului. Servomotorul se aplică în funcţie de direcţia dorită de îndoire.

8. FIGURA 12.4 Indoirea in 3 puncte apare atunci când trei forţe care acţionează asupra unui os produce două momente egale. Fiecare moment este produs de unul dintre cele două forţe periferice şi distanţa perpendiculară din punctul de aplicare a forţei de mijloc.

9. 3. Colectarea si calculareadatelor • Forta si deplasarile transversale sunt inregistrate la nivelul sistemului de testare a materialelor pe parcursul testarii.Autorii colecteaza datele la un interval de 0,1 s si le inregistreaza pe un calculator conectat direct cu sistemul de testare a materialelor. • Majoritatea ecuatiilor destinate calcularii proprietatiilor structurale si materiale ale osului in procesul de indoire se bazeaza pe fascicule prismatice lungi,in cadrul carora fasciculul este initial drept,sectiunea transversala a acestuia nu se modifica de-a lungul intinderii sale si fasciculul este facut dintr-un material linear, izotrop si omogen. Osul nu se conformeaza tuturor acestor ipoteze,dar calculele bazate pe aceste ecuatii ofera posibilitati(mijloace) in scopul compararii studiilor. • Trei proprietati ale osului calculate de obicei cu privire la procesul de indoire in trei puncte includ:zona momentului de inertie,rezistenta la rupere si modulul de elasicitate.

10. Deformarea in 4 puncte • Procesuldeformarii in 4 puncte are locatuncicanddoua forte ce actioneazaasuprauneistructuri produc douamomente.Uncuplu de forte se refera la o pereche de forte de aceesimarime dar aplicatedindirectiiopuseasuprauneistructuri. Marimeamomentuluiincovoierii (deformarii) este aceeaside-alungulintregii zone dintreceledouaforte;prinurmare structura fiindtestateartrebui sa se fractureze in locul de minima rezistenta. • Un exempluclinic de fractura cudefomare in 4 puncte este fractura femuralaintr-un locanteriorfracturatrezultat al actiuniiunuicuplu de forte formate de ctreportiuneposterioara a articulatieiegenunchiului si tibia si cealaltaforta formata de capulfamural si articulatiasoldului.