응력 집중을 최소화한 인공관절스템의 형상설계

Abstract

Cement의 응력집중을 최소화하여 loosening방지를 위한 인공고관절의 stem의 형상을 구했다. 인공고관절계를 3-D FEM응력해석을 했고 그 결과를 바탕으로 2-D Equivalent Stiffness FEM모델을 선정했고 Gradient Projection Method를 이용하여 최적설계를 했다. 얻어진 stem의 최적형상을 볼때 distal 부에서는 가늘어지고 proximal 부에서는 굵어지며 proximal 끝단에서는 stem-cement 경계의 cement응력을 줄이기 위해 stem이 허용응력범위내에서 가늘어지는 형상을 얻었다.