Kortikal Kemik Üzerinde Delme Sürecinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle İncelenmesi

Authors : Aysel Eren, Mehmet Dirilmiş

Pages : 15-25

Doi:10.46578/humder.1614833

View : 37 | Download : 56

Publication Date : 2025-03-29

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, kemik delme işlemi sırasında meydana gelen termal etkiler ve mekanik gerilmeler, Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılarak simüle edilmiştir. Analizlerde, paslanmaz çelikten (4Cr13) üretilmiş matkap ucu ve kortikal kemik modelleri kullanılmıştır. Söz konusu modeller, Autodesk Fusion 360 yazılımında tasarlanmış ve ardından ABAQUS ortamına aktarılmıştır. Simülasyonda ilerleme hızı, dönme hızı ve başlangıç sıcaklığı gibi parametreler tanımlanmış, başlangıç sıcaklığı hem matkap ucu hem de kortikal kemik için 25 °C olarak kabul edilmiştir. Çıktı parametreleri ise sıcaklık ve Von Mises gerilmesi olarak belirlenmiştir. Delme işlemi sırasında ortaya çıkan sıcaklık artışı, biyolojik dokuların bütünlüğünü tehdit edebilir. Özellikle sıcaklığın 47 °C eşiğini aşması durumunda termal nekroz riski ortaya çıkmaktadır. Simülasyon bulguları, delme parametrelerinin sıcaklık ve gerilme dağılımlarına etkilerini ortaya koymuştur. Delme sırasında iş parçasındaki maksimum sıcaklık ve Von Mises gerilmesi sırasıyla 34,73 °C ve 160,8 MPa olarak bulunmuştur. Hava film tabakası ile basit bir soğutma kullanıldığında ise bu değerler sırasıyla 27,32 °C ve 148,1 MPa’dır. Bu tür çalışmalar, kemik yapısı üzerindeki operasyonlarda nekroz bölgesinden uzaklaşarak güvenli kesme parametrelerinin tespiti, bu parametrelerin nekroza etkilerinin simülasyon analizleri ile incelenmesi ve soğutma stratejilerinin geliştirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, delme sırasında oluşabilecek termal nekroz riskini en aza indirmek için soğutmanın ve kesme parametrelerinin önemini vurgulamakta ve işlem parametrelerinin optimize edilmesi yoluyla termal hasar riskinin azaltılabileceğini ortaya koymaktadır.
Keywords : Sonlu elemanlar analizi, paslanmaz çelik(4cr13), kortikal kemik