- Tytuł:
-
Fuzzy reasoning system design and assessment of load-bearing endoprostheses and their fabrication processes
System wnioskowania rozmytego dla projektowania i oceny endoprotez przenoszących obciążenie oraz procesu ich produkcji - Autorzy:
- Sobieszczyk, S.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/354288.pdf
- Data publikacji:
- 2012
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
wnioskowanie rozmyte
endoprotezy
biomechanika
biomateriały
biomaterials
fuzzy reasoning
prediction - Opis:
-
Five attempts of an application of a fuzzy reasoning approach to problems encountered in biomechanics and engineering of biomaterials are presented. They include: (A) assessment of maximum contact stress acting on endoprosthesis, (B) design of sintering plan to obtain a porous/scaffold implant, (C) design of oxidation plan to obtain nanotubular oxide structure on the Ti alloy, (D) and (E) design of deposition of hydroxyapatite coating on the Ti alloy. The fuzzy reasoning system is shown to well predict: the maximum contact stress estimation on acetabular surface of the load-bearing hip joint endoprosthesis for chosen and given Wiberg's angle values and patient's body weight; the optimal geometry of scaffold's architecture; the geometry of TiO2 nanotubular layer on titanium surface and directions of the adjustment of fabrication conditions; the ratio of Ca/P and the coating crystallinity; effects of control factors (sintering temperature and content of ZnO) on mechanical properties of BHA-ZnO composite. A small deviation of the predicted values from those obtained in the course of experiments can be decreased by improvement of the proposed fuzzy model i.e. adjusting fuzzy membership functions of input and output variables.
Zaproponowano pięć zastosowań podejścia rozumowania rozmytego do rozwiązania problemów w dziedzinie biomechaniki oraz inżynierii biomateriałów. Obejmują one: (A) oszacowanie maksymalnych naprężeń kontaktowych działających na endoprotezę, (B) zaprojektowanie procesu spiekania dla otrzymania porowatego implantu, (C) opracowanie planu utleniania w celu otrzymania struktury nanorurkowej na stopach Ti, (D) oraz (E) zaprojektowanie osadzania powłoki hydroksyapatytowej na stopach Ti. System wnioskowania rozmytego umożliwił poprawne oszacowanie: maksymalnych naprężeń kontaktowych na powierzchnię panewki w endoprotezie stawu biodrowego przenoszącej obciążenia dla wybranych wartości kata Wiberg'a oraz masy ciała pacjenta; optymalną geometrię architektury rusztowania implantu; optymalną geometrię nanorurkowej warstwy tlenku TiO2 na powierzchni tytanu oraz optymalizację warunków procesu jej wytwarzania; stosunek molowy Ca/P oraz krystaliczność powłoki; wpływ określonych czynników (temperatura spiekania oraz zawartość ZnO) na włsności mechaniczne kompozytu BHA-ZnO. Zauważono niewielkie odchyłki przewidywanych wartości od parametrów uzyskanych w trakcie przeprowadzania eksperymentów, które mogą zostać zmniejszone poprzez odpowiednie dostrojenie modelu rozmytego, np. poprzez regulację rozmytych funkcji przynależności dla zmiennych wejściowych i wyjściowych. - Źródło:
-
Archives of Metallurgy and Materials; 2012, 57, 3; 760-766
1733-3490 - Pojawia się w:
- Archives of Metallurgy and Materials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki