PREDIKSI TEGANGAN VON MISES FEMORAL STEM PADA SAMBUNGAN TULANG PINGGUL BUATAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGA

Abstract

Sambungan tulang pinggul merupakan sambungan tulang yang sangat penting dan rentan cidera karena menopang beban dari berat badan dengan besar pembebanan yang berubah-ubah setiap waktunya. Artificial hip joint merupakan sambungan tulang pinggul buatan yang dapat menggantikan fungsi dari hip joint pada manusia yang mengalami kerusakan atau gangguan. Sampai saat ini berbagai desain artificial hip joint dihasilkan untuk menghasilkan desain yang dapat menggantikan fungsi sambungan tulang pinggul seperti sedia kala. Pada penelitian ini akan diambil kasus tentang pengaruh desain cross-section pada femoral stem terhadap tingkat keefektifan femoral stem mendistribusikan tegangan serta memprediksi besarnya tegangan von Mises yang terjadi. Pemilihan area cross-section karena tegangan von Mises terpusat pada area ini. Proses desain dilakukan dengan menggunakan bantuan software Solidwork 2010. Terdapat 3 profil hip yang berbeda, dipadukan dengan 4 variasi cross-section menghasilkan 12 desain yang berbeda dengan variasi material yang digunakan yaitu: Stainless Steel 316 L, CoCr dan Ti6Al4V. 4 desain cross-section tersebut adalah tipe circle, ellipse, oval dan trapezoid. Dari 12 desain yang dianalisa akan dibandingkan dengan femoral stem hasil rancangan berdasarkan diskusi dan masukan dari dokter spesialis ortopedi. Pengaruh dari desain cross-section sedikit banyak mempengaruhi keefektifan distribusi tegangan dan juga mempengaruhi umur pakai dari artificial hip joint. Dari hasil yang diperoleh, terdapat perbedaan besarnya nilai tegangan von Mises. Femoral stem dengan tipe hip 3 tipe trapezoid menghasilkan distribusi tegangan von Mises paling efektif. Sementara dari ketiga material yang digunakan, tegangan von Mises paling kecil terjadi pada femoral stem dengan material Ti6Al4V. Kata kunci: sambungan tulang pinggul buatan, von Mises, cross-section.