تحلیل بیومکانیکی مدل اجزای محدود ستون فقرات کمری تحت بارگذاری‌های مختلف

Abstract

بدن انسان طی فعالیت‌های روزمره تحت نیروها و گشتاورهای متعددی قرار دارد. یکی از مهم‌ترین اندام‌های بدن به منظور تحمل این نیروها، ستون فقرات است که متشکل از مهره‌های متناوب و دیسک‌های بین‌مهره‌ای بوده و توسط رباط‌ها و ماهیچه‌ها استحکام می‌یابد. ستون فقرات قابلیت خم شدن رو به جلو و عقب، خمش جانبی و پیچش محوری را دارد و به همین دلیل در معرض آسیب‌های متعددی قرار دارد. از این رو، مدل‌سازی و تحلیل عددی ستون فقرات و محاسبه نیروها و تنش‌های ایجاد شده در آن در شرایط مختلف از اهمیت بالایی در پیشگیری از آسیب‌های احتمالی ستون فقرات برخوردار است. در پژوهش حاضر یک مدل اجزای محدود صحت‌سنجی شده از بخش انتهایی ستون فقرات کمری انسان شامل دو مهره L4 و L5 و دیسک بین‎ مهره‎ای به‌همراه صفحات انتهایی و رباط‌ها ارائه می‌شود. لازم به ذکر است که مهره‌های انتهایی ستون فقرات از جمله شایع‌ترین مکان دردهای کمری است و در این پژوهش نیز جهت بررسی آسیب در اثر بارگذاری‌های مختلف در این بخش، مقادیر تنش و کرنش ایجاد شده با مقادیر تسلیم بافت موردنظر مقایسه شده و وقوع آسیب بررسی می‌گردد.