Entwicklung eines FEM-Beinmodells zur Simulation der Interaktion mit einer Prothese

Diplomarbeit aus dem Jahr 2023 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 2.0, Technische Universität Dresden (Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM)), Sprache: Deutsch, Abstract: In dieser Arbeit wird ein Aufbauprozess des Stumpfmodells erläutert. Der Stumpf wird im Modell mittels vier Werkstoffe vereinfacht: Haut, Knochen, Muskel und Weichgewebe. Bei dem Modell handelt es sich um Freiformflächen, d.h. um NURBS-Flächen. Um die Scandaten in NURBS-Volumenkörper zu konvertieren, werden Meshlab, Mudbox und Fusion 360 verwendet. Es gibt auch andere Software mit ähnlichen Funktionen, z. B. CATIA, FreeCAD, ANSYS Space Claim und Rhino. In der Modellierung sind alle Materialien als linear elastisch, isotrop und homogen vereinfacht angesehen. Die Materialparameter von menschlichem Körper werden durch Recherche und Ersatzgewebe aus Schweinefleisch bestimmt. Um die Funktion des Modells zu überprüfen, werden in ANSYS Workbench Simulationen durch-geführt, bei denen acht Stahlkugeln als Werkzeuge verwendet werden, um Druck auf die Haut auszuüben. Die Ergebnisse werden mit Experimenten verglichen. Das Modell wird bei der Prothesen-Optimierung und Liner Entwicklung meistens sehr hilfreich.