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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 27/1-2 - 2017  - pp.73-86  - doi:10.3166/rcma.2017.00005
TITRE
Modélisation des alliages de titane par une stratégie d’identification. Application biomécanique

TITLE
Modeling of titanium alloys by an identification strategy: biomechanical application

RÉSUMÉ

Les applications des alliages de titane sont traditionnellement présentes dans le domaine des transports, notamment au niveau des moteurs et des turboréacteurs. L’avantage majeur de ces alliages est principalement lié à leur bon comportement mécanique regroupant une bonne résistance mécanique dans différentes conditions de sollicitations et une importante durée de vie associée à une faible densité. L’utilisation des alliages de titane dans le domaine de la biomécanique, notamment dans les prothèses osseuses, constitue un avantage du fait de leurs propriétés mécaniques proches de celles de l’os. Le présent travail s’intéresse à l’étude du comportement mécanique de la tige fémorale de la prothèse totale de la hanche (PTH) en alliage de titane. Pour ce faire, une modélisation numérique est proposée pour identifier les paramètres matériaux en utilisant une loi de comportement tenant compte de l’état microstructural du matériau. L’approche proposée permet de fournir un modèle fiable qui pourrait être implémenté dans un logiciel par éléments finis. Les résultats obtenus pourront être utilisés pour étudier le comportement mécanique de la structure prothétique lorsque celle-ci est soumise à plusieurs sollicitations combinées.



ABSTRACT

Titanium, as an attractive material for numerous industries was introduced into engineering practice as a high strength, corrosion resistant material in the last century. More recently, it has found increasing applications in aerospace and transport industry but mostly in the biomedical field. Moreover, titanium alloys were used the total hip prosthesis (PTH) femoral stem because of their biocompatibility and their low Young’s modulus very close to that of the bone. The present work is concerned with the study of the mechanical behavior of the PTH femoral stem made of titanium alloys. To achieve this goal, a modeling study followed by a new identification strategy is presented. Thus, the use of a behavior law, taking into account the microstructural state of titanium (Tia and Tib), is essential in order to provide a reliable model for a future implementation in finite element software. The results obtained from the modeling and from the identification procedure will subsequently be used to study the mechanical behavior of this material when subjected to several stresses.



AUTEUR(S)
Rym HARBAOUI, Amna ZNAIDI, Rachid NASRI

MOTS-CLÉS
titane, loi de comportement, identification des matériaux, anisotropie, prothèses osseuses.

KEYWORDS
titanium, behavior law, material identification, anisotropy, titanium, bone prosthesis.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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