Studi Numerik Kekuatan Pelat Fiksasi Internal Pada Kasus Fracture (Patah Tulang) – Femur Bone

Oktavianda, Oka Nur (2019) Studi Numerik Kekuatan Pelat Fiksasi Internal Pada Kasus Fracture (Patah Tulang) – Femur Bone. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000092_Undegraduate Theses.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Patah tulang yang terjadi akibat kecelakaan dalam aktivitas manusia memerlukan tindakan medis untuk menyambungkan bagian tulang yang patah. Salah satu tindakan medis yang efektif saat ini adalah pemasangan material implan berupa pelat penyambung tulang. Pelat penyambung tulang berfungsi untuk memfiksasi struktur dan fungsi bagian yang mengalami cedera agar kembali normal. Implan merupakan perangkat medis yang terbuat dari satu atau lebih biomaterial yang sengaja ditempatkan di dalam tubuh. Material ini harus memiliki ketahanan korosi yang baik, mudah diterima oleh organ tubuh, serta memiliki kekuatan tarik dan tegangan luluh yang sesuai. Material yang umum digunakan dalam bidang medis adalah stainless steel, pure titanium alloys, dan cobalt base alloys. Material yang paling sering digunakan di Indonesia adalah stainless steel AISI 316L dan CoCr Alloy karena relatif lebih murah dibandingkan material lainnya. Tahapan penelitian ini meliputi proses pemodelan pelat fiksasi pada kasus fraktur tulang femur, simulasi menggunakan analisis static structural dengan perangkat lunak metode elemen hingga yang mencakup pendefinisian model, meshing, pengaturan constraint, serta analisis hasil. Setelah diperoleh hasil analisis, dilakukan perbandingan dengan sifat material standar, yaitu stainless steel 316L dan CoCr Alloy (Casting). Perbandingan dilakukan berdasarkan distribusi tegangan normal yang terjadi pada daerah fraktur untuk menentukan apakah material yang dikembangkan telah memenuhi standar tersebut. Hasil simulasi menunjukkan bahwa tegangan maksimum terbesar terjadi pada material standar CoCr (Cast) sebesar 223,69 MPa, diikuti oleh material sampel sebesar 208,22 MPa dan stainless steel 316L sebesar 182,13 MPa. Selain itu, diperoleh nilai tegangan maksimum pada masing-masing sisi material, yaitu sepanjang bidang kontak antara pelat dan tulang, sepanjang sisi berlawanan pada pelat, dan sepanjang daerah fraktur. Pada material sampel, distribusi tegangan normal maksimum di daerah fraktur mencapai 1,8759 MPa untuk tegangan tarik dan -3,267 MPa untuk tegangan tekan. Berdasarkan hasil tersebut, material sampel telah memenuhi persyaratan kekuatan minimum material standar stainless steel 316L, tetapi belum memenuhi persyaratan kekuatan minimum material standar CoCr Alloy (Casting).
======================================================================================================================================
Fractures caused by accidents in human activities require medical treatment to reconnect the broken bone segments. One effective medical treatment currently available is the implantation of a bone fixation plate. The bone fixation plate functions to stabilize the structure and restore the function of the affected bone to its normal condition. An implant is a medical device made from one or more biomaterials intentionally placed inside the human body. Therefore, the material must possess good corrosion resistance, high biocompatibility, and appropriate tensile strength and yield stress. Materials commonly used for medical implants include stainless steel, pure titanium alloys, and cobalt base alloys. In Indonesia, AISI 316L stainless steel and CoCr alloy are the materials most frequently used because they are relatively less expensive than other implant materials. The stages of this study consisted of modeling a fixation plate for femoral fracture cases and conducting static structural simulations using finite element analysis software. The simulation included model definition, meshing, constraint setup, and result analysis. After obtaining the simulation results, they were compared with the standard material properties of stainless steel 316L and CoCr alloy (casting). The comparison was based on the normal stress distribution in the fracture region to determine whether the developed material met the required standards. The simulation results showed that the highest maximum stress occurred in the standard CoCr (cast) material at 223.69 MPa, followed by the sample material at 208.22 MPa and stainless steel 316L at 182.13 MPa. Maximum stress values were also observed along the interface between the plate and bone, the opposite side of the plate, and the fracture region. For the sample material, the maximum normal stress distribution in the fracture region was 1.8759 MPa in tension and -3.267 MPa in compression. These results indicate that the sample material satisfied the minimum strength requirement of AISI 316L stainless steel but did not meet the minimum strength requirement of CoCr alloy (casting).

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 617.15 Okt s-1 2019
Uncontrolled Keywords:	Elemen Hingga, Fracture (Patah Tulang), Pelat Fiksasi, Tulang femur
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Oka Nur Oktavianda
Date Deposited:	21 Jul 2026 01:24
Last Modified:	21 Jul 2026 01:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/66700

Actions (login required)

View Item