Utilisation du polypropylene extrudé par le procedé d’ECAE pour l’ameliorati1on du comportement mecanique de la cupule d’une prothese totale de hanche

  • Ali Benhaoua Université Frères Mentouri, Laboratoire de Mécanique, Département de Génie mécanique,– Constantine 1, 25000 Constantine, Algerie /FGMGP/LMA, BP 32 El Alia, 16111 Bab Ezzouar, Alger-Algérie
  • Brahim Necib Université Frères Mentouri, Laboratoire de Mécanique, Département de Génie mécanique,– Constantine 1, 25000 Constantine, Algerie
  • Ramdane Boulahia

Résumé

L’augmentation de la durée de vie en service d’une cupule d’une prothèse totale de hanche, passe par l’amélioration de ses performances mécaniques. L’objectif de cet article est d’analyser, par simulation numérique basée sur la méthode des éléments, le comportement mécanique d’une cupule usinée dans un bloc de polypropylène (PP) extrudé à l'état solide à l’aide du procédé d'Extrusion Coudée à Aires Egales (ECAE). Nous présentons les résultats d'une modélisation, par éléments finis réalisée en utilisant le code d’éléments finis ANSYS, du comportement mécanique in-vitro de la cupule d'une prothèse totale de la hanche (PTH). Le polypropylène extrudé à l’état par le procédé d’ECAE a comportement élastoviscoplastiques dont les paramètres sont obtenus expérimentalement par des essais mécaniques de caractérisation. Les résultats obtenus montrent clairement, que l’utilisation du PP extrudé, a donné une meilleure répartition des contraintes-déformations au niveau de la cupule comparés à ceux donnés par un PP vierge. Ceci peut être expliqué par l’augmentation de la ductilité du matériau après une extrusion.

Références

Références
[1] P. COMBETTE, I. ERNOULT, Livre : Physique des polymères Tome 1 : Structure, fabrication, emploi, Presses internationales Polytechnique (2005).
[2] R. BOULAHIA et al. Deformation behaviour and mechanical properties of polypropylene processed by equal channel angular extrusion: Effects of back-pressure and extrusion velocity, The Jornal of Polymer 50 (2009) 5508–5517.
[3] BOULAHIA et al. Successive translucent and opaque shear bands accompanied by a pronounced periodic waves observed in a polypropylene (PP) processed by single ECAE pass. The Journal of Advanced Materials Research Vol. 423 (2012) pp 12-25
[4] F. Bouaksa, C. Ovalle Rodas, F. Zaïri, G. Stoclet, M. Naït-Abdelaziz, J.M. Gloaguen, T. Tamine, J.M. Lefebvre, Molecular chain orientation in polycarbonate during equal channel angular extrusion : Experiments and simulations, Computational Materials Science 85 (2014) 244–252
[5] Jianhui Qiu et al (2012), ‘’ Plastic deformation mechanism of crystalline polymer materials in the equal channel angular extrusion process’’, Journal of Materials Processing Technology 212 (2012) 1528– 1536
[6] V. A. Beloshenko & Yu. V. Voznyak & I. Yu. Reshidova & M. Naït-Abdelaziz & F. Zairi, Equal-channel angular extrusion of polymers, J Polym Res (2013) 20 :322
[7] KADI et al. Comportement mécanique in-vitro des tiges fémorales standard et anatomique implantées dans un fémur humain, Laboratoire de Mécanique Avancée (LMA), Matériaux 2006 13-17 Novembre 2006 – Dijon, France
[8] M. Kadi , R. Boulahia , K. Azouaoui, N. Ouali, A. Ahmed-benyahia , T. Boukharouba, Mechanical Behavior Simulation of Hip Prostheses Stress Distributions Analysis, Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures, Proceedings of the 16th European Conference of Fracture, Alexandroupolis, Greece, July 3–7, 2006, Springer 2006, DOI 10.1007/1-4020-4972-2_207
[9] Hannes A. Rüdiger, MD, Valérie Parvex, MSc, Alexandre Terrier, PhD, Impact of the Femoral Head Position on Moment Arms in Total Hip Arthroplasty: A Parametric Finite Element Study, The Journal of Arthroplasty 31 (2016) 715–720
[10] Volodymyr Pakhaliuk, Alexander Polyakov, Mykhaylo Kalinin, Vadym Kramar, Improving the Finite Element Simulation of Wear of Total Hip Prosthesis' Spherical Joint with the Polymeric Component, Procedia Engineering 100 (2015) 539 – 548
[11] Yi-Tsung Lin, James Shih-Shyn Wu, Jian-Horng Chen, The study of wear behaviors on abducted hip joint prostheses by an alternate finite element approach, Computer methods and programs in biomedicine 131(2016) 143–155.
Publiée
2017-01-22
Comment citer
BENHAOUA, Ali; NECIB, Brahim; BOULAHIA, Ramdane. Utilisation du polypropylene extrudé par le procedé d’ECAE pour l’ameliorati1on du comportement mecanique de la cupule d’une prothese totale de hanche. Science des matériaux (Laboratoire LARHYSS), [S.l.], v. 8, n. 01, jan. 2017. ISSN 2352-9954. Disponible à l'adresse : >https://revues.univ-biskra.dz/index.php/sdm/article/view/1927>. Date de consultation : 19 avr. 2024