رحمت¬الله کیانی هرچگانی
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی
عنوان:
تحلیل و طراحی فوم مناسب کفش برای تأمین راحتی پا و جذب انرژی ناشی از بارهای شبهاستاتیکی و ضربهای
اساتید ممتحن:
دکتر غلامحسین مجذبی
دکتر مهدی شعبان
استاد راهنما:
دکتر علی علوینیا
اساتید مشاور:
دکتر نادر فرهپور
دکتر نیما جمشیدی
نگارش:
رحمتالله کیانی هرچگانی
تاریخ دفاع:
شنبه10/07/95
ساعت 14
مکان:
سمعي-بصري
(كلاس 27)
چكيده:
درک عملکرد ساختارهای درونی پا در انتقال نیرو، بهخصوص در برهمکنش میان پا و تکیهگاه، در پیشرفت دانش بیومکانیکی حوزهی طراحی ارتزهای پا مفید میباشد. در سالهای اخیر، ارتزهای سفارشی پا که باعث کاهش بیشینه فشار پلانتار میشوند، بهطور گستردهای در کلینیکهای پزشکی به منظور پیشگیری و یا درمان زخمهای کف پایی برای بیماران دیابتی تجویز شدهاند. با این وجود، طراحی و ساخت ارتزهای پا در بین پزشکان و تولیدکنندگان از تنوع زیادی برخوردار است. علاوه بر این، اطلاعات کمی در رابطه با تأثیر پارامترهای مختلف طراحی وجود دارد. بهعنوان جایگزینی برای روشهای آزمایشگاهی، مدلهای عددی پا و کفش میتوانند اطلاعات ارزشمندی در رابطه با تأثیر پارامترهای طراحی هندسی و مادی مختلف بر روی توزیع فشار پلانتار به‌دست دهند. در این مطالعه، با استفاده از مدل اجزاء محدود پا تأثیر پارامترهای مختلف طراحی کفیهای طبی بر روی توزیع فشار پلانتار در حالت ایستادن متعادل بررسی شده است. لازم به ذکر است که بهعلت پیچیده بودن فرآیند مدل‌سازی و مدت زمان بالای تحلیلها، تنها به حالت استاتیکی پرداخته شده و از بارگذاریهای ضربهای صرفنظر شده است. بدین منظور، با استفاده از نرمافزار Mimics 10.01 و از طریق بازسازی عکسهای سیتی، مدل اجزاء محدود سهبعدی و دقیقی از ساختار مچ-پا ایجاد شده است. مدل اجزاء محدود پا شامل 19 استخوان جدا از هم، 114 لیگامنت و فاشیای پلانتار میباشد که در حجمی از بافت نرم محصور شدهاند. با در نظر گرفتن استخوان‌ها به عنوان عضوهایی تغییر شکلپذیر، برهمکنشهای استخوانی اصلی نیز شبیه‌سازی شدند. ویژگیهای مادی غیرخطی، تغییرشکلهای بزرگ و شرایط تماسی اصطکاکی/لغزشی نیز در تحلیل لحاظ شدهاند. به منظور اعتبارسنجی مدل اجزاء محدود، نتایج تحلیل با مقادیر سیستم اندازهگیری Novel مقایسه شدند. پس از اعتبارسنجی مدل اجزاء محدود، تحلیلهایی به منظور بررسی تأثیر پارامترهای مختلف طراحی کفیهای طبی (شکل قوس، جنس و ضخامت) بر روی میانگین و بیشینه فشار پلانتار انجام شد. همچنین، تأثیر کفیهای طبی سهلایه نیز در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل نشان داد که در بین سه پارامتر طراحی کفیهای طبی، استفاده از ارتزهای سفارشی با حمایتگر قوس کف پا، تأثیر بیشتری در کاهش بیشینه و میانگین فشار پلانتار، نسبت به دو پارامتر دیگر (جنس و ضخامت)، دارند. همچنین، مشخص شد که کفیهای سهلایه میتوانند بیشینه و میانگین فشار را در ناحیهی جلوی پا کاهش داده و بنابراین، نقش مهمی در پیشگیری و درمان زخم پای دیابتی ایفا کنند.واژههای کلیدی: پا، ارتزهای طبی، تحلیل اجزاء محدود، فشار پلانتار، کفی سهلایه.
Abstract:
Information on load transfer of foot internal structures as well as the foot-support interface during various activities is useful in enhancing biomechanical knowledge for foot orthosis design. In recent years, Custom-molded foot orthoses are frequently prescribed in routine clinical practice to prevent or treat plantar ulcers in diabetes by reducing the peak plantar pressure. However, the design and fabrication of foot orthosis vary among clinical practitioners and manufacturers. Moreover, little information about the effect of different design factors is available. As an alternative to the experimental approach, computational models of the foot and footwear can provide vital information about the effect of different structural and material design factors on plantar pressure distribution. In this study, the effect of different design factors of therapeutic insoles on plantar pressure distribution in balanced standing is investigated. To complexity of modeling process and time consuming of analysis, the static loading is conducted and so impact loading is neglected. A detailed 3D foot FE model of the human foot-ankle structure was created from reconstructing CT images using Mimics 10.01 software. The foot FE model consists of 19 separate bones, 114 ligaments, and the plantar fascia, embedded in a volume of encapsulated soft tissue. The main bone interactions were simulated as contacting deformable bodies. The analyses took into consideration the nonlinearities of material properties, large deformations, and interfacial slip/friction conditions. To validate the FE model, analysis results was compared to the Novel device measurements. After the FE model validation, conducted analysis of three different design factors (Arch Type, Material and Thickness) of therapeutic insoles to investigate effect of these parameters on peak and mean plantar pressure. Also, the effect of three-layer insoles was investigated in this study. The FE analysis show that among three design factors of therapeutic insoles, the use of an arch-confirming Custom-molded foot orthosis is more effective than material and thickness in reduction peak and mean plantar pressure. Also, this study revealed that three-layer insoles can reduce the peak and mean pressure in front of the foot. So, theses insoles can play an vital role in prevent or treat ulcers in diabetic feet.Key Words: foot, therapeutic insoles, finite element analysis, plantar pressure, three-layer insole
| رزومه |
|
رحمت الله کیانی تلفن تماس: 09385548607 ایمیل : rahmatkiani1368@gmail.com متولد : 1368 ساکن : شهرکرد |
| سوابق تحصیلی | ||
| کارشناسی مکانیک جامدات– دانشگاه دولتی شهرکرد
| 1388 الی 1392 | |
| کارشناسی ارشد مکانیک- طراحی کاربردی- دانشگاه بوعلی سینا
| 1392 - در حال تحصیل | |
| سوابق حرفه ای | ||
|
| |
| دوره آموزش کتیا به مدت 360 ساعت - 1389 |
| |
|
| |
| مهارتها |
| مهارتهای نرم افزاری
آشنایی با زبانهای خارجی
توضیحات
|
نمایشگاه کتاب فارسی و الکترونیکی در دانشکده کشاورزی به مناسبت هفته پیوهش
برگزاری کارگاههای آموزشی (مالکیت فکر و ثبت پتنت، آشنایی با فتوگرامتری و پهپاد و آشنایی با پایگاه های اطلاعاتی) بمناسبت هفته پژوهش
بررسی مدارک انتخاب دانشجوی برتر پژوهشی
بررسی مدارک انتخاب کارمند برتر پژوهشی
شرایط، مدارک و نکات لازم در تهیه پوستر هفته پژوهش
به اطلاع کاربران محترم می رساند دسترسی به وب سایت قبلی دانشکده فنی و مهندسی از طریق آدرس http://old.eng.basu.ac.ir امکان پذیر می باشد. همچنین لینک وب سایت قبلی دانشکده در منوی...
آموزش يك روزه آشنايي با استاندارد بين‌المللي ISO/IEC17025 توسط آزمايشگاه علم مواد و ميكروسكوپ الكتروني و با حمايت كارگروه استاندارد و كاليبراسيون شبكه ي آزمايشگاهي فناوري هاي راهبردي با حضوري جمعي از...
به استحضار اعضای محترم هیات علمی دانشگاه می رساند از تاریخ 1396/06/01 ثبت و ارسال مدارک پژوهشی جدید از طریق سامانه امکان پذیر خواهد بود .
طی حکمی از سوی سرپرست محترم دانشگاه، آقای دکتر مهدی اثنی‌عشری به عنوان مدیرگروه رشته مهندسی عمران منصوب گردیدند.
سهمیه جدید جذب بورس برای سه دانشگاه بیهانگ و HIT و NPU از طریق سایت پژوهشگاه فضایی ایران در دسترس میباشد.
انتخاب جناب آقای دکتر سید آرش فتاح الحسینی را بهعنوان پژوهشگر برتر دانشگاه و نيز پژوهشگر برتر سال 1397 استان همدان در گروه فني مهندسي تبريك عرض نموده و براي ایشان از خداوند متعال توفيق روزافزون مسئلت...
بدينوسيله انتخاب آقاي دكتر سيد مهدي حسينيان عضو هيات علمي گروه مهندسي عمران دانشكده مهندسي دانشگاه بوعلي سينا به عنوان پژوهشگر برتر گروه تخصصي سازه از طرف سازمان نظام مهندسي ساختمان استان همدان را به...
انتخاب جناب آقای دکتر حسن مرادی هیأت علمی گروه محترم برق را بهعنوان پژوهشگر برتر سال 1397 استان همدان در گروه فني مهندسي تبريك عرض نموده و براي ایشان از خداوند متعال توفيق روزافزون مسئلت دارد.
سرکار خانم خانی‌نور کارشناس محترم آزمایشگاه میکروسکوپ الکترونی به عنوان کارشناس برتر و رابط منتخب شبکه آزمایشگاهی فناوری راهبردی انتخاب گردیدند.
طبق آخرين ارزيابي منتشر شده پايگاه استنادي علوم جهان اسلام (ISC) مربوط به سال 1395، نشريات دوفصلنامه پژوهش هاي جامعه شناسي معاصر، راهبردهاي شناختي در يادگيري و فناوري توليدات گياهي كه تاكنون ضريب...
جناب آقای مهندس امیدرضا بهادری دانشجوی دکتری رشته مهندسی عمران دانشکده به عنوان دانشجوی نمونه و جناب آقای سید سجاد جعفری دانشجوی دکتری مکانیک و جناب آقای سعید رضایی دانشجوی رشته مهندسی صنایع به عنوان...
طبق مصوبه 650 مورخ 97/08/13 شورای پژوهشی دانشگاه مقرر گردید؛ حداکثر 3 نفر از پژوهشگران حوزه کارمندی دانشگاه بوعلی سینا در هفته پژوهش سال جاری، با شرایط ذیل الذکر انتخاب و از ایشان تقدیر به عمل آید.
بیانیه شماره 1 دبیرخانه هیأت ممیزه دانشگاه
به استحضار اعضای محترم هیات علمی دانشگاه می رساند از تاریخ 1397/07/09 ثبت و ارسال مدارک پژوهشی جدید از طریق سامانه امکان پذیر خواهد بود .
به اطلاع اعضای محترم هیات علمی میرساند، در صورت تسویه نمودن گرنت سال قبل، برای دریافت گرنت سال جاری از طریق سامانه پژوهشی اقدام فرمایند.