Finite element analysis of a crack emanating from microvoid behaviours in cement of reconstructed acetabulum

In this study, the finite element method is used to analyse the behaviour of crack emanating from microvoid and ordinary crack in cement of reconstructed acetabulum by computing the stress intensity factor at the crack tip. In order to predict the crack initiation location, the stress distribution around the microvoid is computed under three load cases. From stress results, one can note that there is a great risk of crack initiation in radial direction. From stress intensity factors computation, this same orientation is the dangerous because the mode I stress intensity factor is the higher in this direction. From comparison results on can see clearly that crack emanating from microvoid is most dangerous, and the difference in the stress intensity factors between the two cracks change with the crack inclination and this difference is constant for three load cases. Résumé Polymethylmethacrylate (PMMA) est un ciment orthopédique utilisé pour fixer plusieurs implants orthopédiques. la rupture du ciment orthopédique provoque le descellement des implants sous l’effet des chargements cyclique de la marche dans cette étude. La méthode des éléments finis bidimensionnelle est utilisée pour analyser le comportement d’une fissure émanent d’une microcavité et une fissure ordinaire à l’intérieur du ciment orthopédique par le calcule des facteurs d’intensité de contrainte à la pointe de fissure. Trois types de chargements son analysé. Nous avons remarqué qu’il y a un risque de propagation de fissure dans la direction radial de la jonction cupule-ciment. L’étude comparative montre clairement que la fissure émanent de la microcavité est la plus dangereuse. La différence du facteur d’intensité de contrainte entre les deux fissures varie quand la direction des deux fissures change et elle reste constante quand on change le mode de chargement. Key-words : Cement, reconstructed acetabulum, stress intensity factors.