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Finite Element Analysis of porous Titanium Alloy Hip Stem to Evaluate the Biomechanical Performance During Walking and Stair Climbing

引用

Journal of Bionic Engineering 2019年第6期16卷 1103-1115页

作者： Sami Emad Alkhatib Hassan Mehboob Faris Tarlochan School of Mechanical and Chemical Engineering M050The University of Western Australia35 Stirling HighwayCrawleyPerthWA6009Australia Department of Engineering Management College of EngineeringPrince Sultan UniversityRiyadhKingdom of Saudi Arabia Department of Mechanical and Industrial Engineering College of EngineeringQatar UniversityDohaQatar

Despite the success of cementless hip stem,stress shielding still presents a serious problem leading to bone *** incorporating porous cellular structures represent a promising ***,this study validates the finite element models of titanium(Ti)alloy(Ti-6Al-4V)porous stem and effective porous *** effective porous stems with strut thicknesses 0.33 mm-1.25 mm(18%-90%porosity)under different loading conditions were *** results of finite element models revealed that changing the load type and porosity affect stress *** loads yield the maximum stress levels while walking loads result in the lowest stresses in the ***,the point load results in the maximum stress shielding and micromotions(-19% to 18%,40μm to 703μm),as compared to walking(-17.5% to 3%,35μm to 242μm)and climbing loads(-7% to 1.6%,30μm to 221 μm).Finally,effective porous stems of strut thickness 0.87 mm exhibit the lowest stress shielding signals(<5%)under all loading conditions.

关键词： porous cellular microstructures porous hip stems physiological loads finite element analysis stress shielding

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