نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

• سید محمد عبدالهی ¹
• علی ملکی ²
• نیما جمشیدی ³

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ماشین‌های کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

² استادیار، گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

³ استادیار، گروه مهندسی پزشکی (بیومکانیک)، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: زانو یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مفصل‌های بدن انسان می‌باشد که در معرض آرتروز و بیماری‌ها قرار دارد. استفاده از مدل‌های بیومکانیکی و تحلیل Finite element، درک صحیحی از نیروهای ماهیچه‌ای، تنش غضروف و پیش‌بینی آسیب‌های زانو در وضعیت‌ها و شرایط مختلف بارگذاری ارایه خواهد نمود. در هنگام رانندگی با ماشین‌آلات زراعی به دلیل نامناسب بودن طراحی و عدم برخورداری از ارگونومی مناسب، اعمال نیروی بیش از حد مجاز از طرف راننده به پدال باعث بارگذاری نامناسب مفصل زانو و در نتیجه آسیب دیدن غضروف‌ مفصلی و ایجاد آرتروز زانو می‌شود. هدف از این مطالعه، مروری بر نتایج حاصل از تحلیل Finite element تحت سینتیک‌های مختلف و تحت شرایط فعالیت اپراتورهای ماشین‌آلات کشاورزی بود.مواد و روش‌ها: بررسی بیومکانیک کل مفصل زانو و مدل‌سازی Finite element سه بعدی این مفصل با استفاده از روش‌های عکس‌برداری و آناتومی هندسه، می‌تواند سینماتیک و مکانیک اتصال و تماس در این مفصل را مورد ارزیابی قرار دهد. همچنین با بررسی مدل استقرار و شرایط مختلف بارگذاری‌، می‌توان نیروهای ایجاد شده را تجزیه و تحلیل نمود. مدل‌‌های بیومکانیکی زانو اغلب شامل ساختار استخوانی، لایه‌های غضروفی مجزا، منیسک‌ها و لیگامنت‌‌های اصلی می‌باشد.یافته‌ها: مطالعه تحقیقات صورت پذیرفته روی مفصل زانو در سینتیک‌های مختلف، به خصوص موقعیت‌های مشابه فشردن پدال در ماشین‌آلات کشاورزی بیانگر این نتیجه بود که به دلیل اعمال نیروی زیاد به خصوص در اکستنشن کامل زانو، مشابه فشردن پدال‌ها، سینتیک‌های خاص می‌تواند در کاهش تنش‌های به وجود آمده تا زیر حد تحمل زانو و عملکرد بهتر مفصل، مؤثر واقع شود.نتیجه‌گیری: ضرورت انجام مطالعه مروری، بر روی مفصل زانو، بررسی وضعیت‌های مختلف زانو و شرایط تحمل بار و چگونگی سینماتیک، رفتار و عملکرد تحت سینتیک مختلف زانو توسط روش‌های Finite element و بیومکانیک می‌باشد. به ویژه در فعالیت با ماشین‌آلات کشاورزی که فرد با شرایط خاص قرارگیری، بارهای شدید و اغلب در شرایط نامناسب ارگونومیکی روبرو می‌باشد.کلید واژه‌ها: مدل‌سازی، اجزای محدود، بیومکانیک، مفصل زانو، راننده