Kompozit protez ayak bileşenleri için test makinesi tasarımı ve tasarlanan makinenin sonlu elemanlar metodu ile analizi
Design of testing machine for composite prosthesis foot components and analysis of the designed machine with finite element method
Yazar: HASAN ERDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HACI ALİ ERTAŞ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde alt ekstremite protezleri, uzuv kaybı sonucu ampute bireylerin yaşam kalitelerini sürdürebilmeleri amacıyla kaybedilen uzvun işlevini veya görünümünü mümkün olan en büyük ölçüde kopyalamaya çalışan cihazlardır. Bu cihazlar ampute bireylerin normal bir insanınkine en yakın fiziksel performans ile yürüyüşü gerçekleştirmesi ve bu esnada ortaya çıkan kuvvetleri karşılayabilmesi için günden güne gelişmektedir. Çeşitli inovasyonlar ile yararlılığını arttıran alt ekstremite protezlerinin biyomekanik özelliklerini uygun bir şekilde tasarlamak, üretmek ve test etmek için Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) tarafından ISO 10328 standardı geliştirilmiştir.
Bu çalışmada yaygın olarak kullanılan hidrolik veya pnömatik düzenekler ile tasarlanan test cihazlarının aksine sessiz, hassas, işletmeler için alandan tasarruf sağlayan, gerektiği takdirde bakım-onarım faaliyetlerinin kolaylıkla gerçekleştiği ve ISO 10328 standardına uygun test makinesi tasarlanmıştır.  Bilgisayar ortamında katı modeli oluşturulan test makinesi, sonlu elemanlar metodu temelli bir mühendislik yazılımı olan ANSYS'te analiz edilmiştir. Yapılan çalışma Türkiye'de gerçekleştirilen önceki çalışmalara boyut kazandırarak, ortopedik implant ve protez üretiminde önemli bir açığı kapatarak sektörün gelişimine fayda sağlayacaktır. Ayrıca bu makine ile yapılan testler, ürünlerin kalitesinin ve performansının belirlenmesine yardımcı olarak ampute bireylerin güvenliği ve sağlığına önemli katkılarda bulunacaktır.

Abstract:
The prostheses for lower extremities are devices that aim to mimic the function or appearance of the lost limb to the greatest extent possible, in order to sustain the quality of life of amputee individuals. These devices are being developed day by day to enable amputees to walk with physical performance as close as possible to that of a normal human, and to withstand the forces that arise during this process. To appropriately design, produce, and test the biomechanical properties of the lower extremity prostheses that have been enhanced by various innovations, the International Organization for Standardization (ISO) has developed the ISO 10328 standard.
In this study, a test machine compliant with ISO 10328 standard has been designed that is different from the test machines commonly used with hydraulic or pneumatic systems, in that it is silent, precise, space-saving for operations, easily maintained and repaired when necessary. The test machine, whose solid model is created in a computer environment, is analyzed in ANSYS, a finite element-based engineering software. This study will contribute to the development of the sector by addressing a significant gap in orthopedic implant and prosthesis production, providing dimension to previous studies carried out in Turkey. In addition, tests performed with this machine will significantly contribute to the safety and health of amputee individuals by assisting in determining the quality and performance of the products.