Diplomarbeit, 2023
100 Seiten, Note: 2.0
Die Arbeit zielt darauf ab, ein detailliertes FEM-Beinmodell zu entwickeln, das die Interaktion zwischen einem Stumpf und einer Prothese simuliert. Dieses Modell dient dazu, die Belastungen und Spannungen in den Geweben des Stumpfs während der Verwendung einer Prothese zu untersuchen und so die Prothesen- und Linerentwicklung zu optimieren.
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Problemstellung des Themas erläutert und einen Überblick über die relevanten medizinischen und technischen Hintergründe gibt. Kapitel 2 präsentiert den Stand der Technik, mit einem Fokus auf die Geschichte der Beinprothesenentwicklung, die verschiedenen Modellierungstechniken im medizinischen Reverse Engineering, die Unterschenkelamputation und die Materialparameter verschiedener Gewebe. Kapitel 3 beschreibt den detaillierten Modellierungsprozess des Stumpfs, ausgehend von Scandaten bis hin zur Erstellung eines T-Splines-Volumenkörpers. Kapitel 4 behandelt die FEM-Simulation und Validierung des Stumpfmodells. Hierbei werden verschiedene Einstellungen, Materialparameter und Kontakttypen diskutiert und die Simulationsergebnisse mit experimentellen Daten verglichen.
Die Arbeit befasst sich mit den folgenden Themen: Beinprothesen, FEM-Modellierung, Stumpfmodell, Materialparameter, Haut, Knochen, Muskeln, Weichgewebe, Simulation, Validierung, Reverse Engineering, T-Splines, ANSYS Workbench, Kontakttypen, Nichtlinearität, Vernetzung, Belastungen, Spannungen.
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