Simulasi Fracture Pada Tulang Femur Di Bagian Femoral Neck Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Thoriqulhaq, Ahmad (2021) Simulasi Fracture Pada Tulang Femur Di Bagian Femoral Neck Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511740000044_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Fraktur tulang adalah salah satu masalah kesehatan utama di dunia. Kasus fraktur tulang yang sering terjadi adalah pada tulang femur di bagian femoral neck. Fraktur tulang terjadi karena adanya pembebanan yang melebihi batas kekuatan tulang. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh lokasi crack initiation dan sifat mekanik material ortotropik terhadap perambatan retak di bagian femoral neck pada tulang femur akibat jatuh ke samping. Penelitian dilakukan menggunakan software Abaqus dengan metode XFEM, dimana memvariasikan lokasi crack initiation di 12 lokasi berbeda, serta disimulasikan dengan 2 sifat mekanik berbeda yaitu ortotropik dan isotropik. Hasil dari penelitian ini adalah lokasi dari crack initiation mempengaruhi apakah retak merambat atau tidak, hal ini juga dipengaruhi oleh kepadatan tulang dan arah gaya yang bekerja. Retak cenderung merambat dari crack initiation yang telah dipreparasi sebelumnya. Sifat mekanik material berpengaruh terhadap pola perambatan retak, dan distribusi tegangan von Mises stress. Secara umum material isotropik cenderung lebih mudah retak dibandingkan ortotropik. Selain itu, untuk material isotropik juga didapatkan nilai K, dengan nilai K tertinggi yaitu 339,50 MPa.mm1/2, dimana lebih besar dari nilai KIC femoral neck 138,46 MPa.mm1/2, sehingga crack merambat, ada juga sebagian variabel yang tidak merambat dikarenakan nilai K kurang dari KIC.
===================================================================================================
Bone fracture are one of the major health problems in the world. Cases of bone fractures that often occur are in the femur in the femoral neck. Bone fractures occur due to loading that exceeds the limit of bone strength. This study aims to analyze the effect of crack initiation location and mechanical properties of orthotropic materials on crack propagation in the femoral neck of the femur due to sideways fall. The study was conducted using Abaqus software with XFEM method, which varied the location of crack initiation in 12 different locations, and was simulated with 2 different mechanical properties, namely orthotropic and isotropic. The result of this study are the location of crack initiation affects whether the crack propagates or not, this is also influenced by bone density and the direction of the applied force. Cracks tend to propagate from pre-prepared crack initiation. The mechanical properties of the material affect the pattern of crack propagation, and the distribution of von Mises stress. In general, isotropic materials tend to crack more easily than orthotropics. In addition, for isotropic materials, the K value is also obtained, with the highest K value of 339.50 MPa.mm1/2, which is greater than the KIC value of the femoral neck 138.46 MPa.mm1/2, so that crack propagates, there are also some variables which does not propagate because the value of K is less than KIC.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA169.5 Failure analysis T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ahmad Thoriqulhaq
Date Deposited:	13 Aug 2021 07:19
Last Modified:	13 Aug 2021 07:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/86007

Actions (login required)

View Item