The problem in the design of a cam is the analyzing of the mechanisms and dynamic forces that effect on the family of parametric polynomials for describing the motion curve. In present method, two ways have been taken for optimization of the cam size, first the high dynamic loading (such that impact and elastic stress waves propagation) from marine machine tool which translate by the roller follower to the cam surface and varies with time causes large contact loads and second it must include the factors of kinematics features including the acceleration, velocity, boundary condition and the unsymmetrical curvature of the cam profile for the motion curve.
In the theoretical solution the unidirectional impact stress waves with the Mushkelishvilis inverse of the singular integral equation for contact stress have been used for analytical solution and a numerical solution have bean solved using F.E.M (ANSYS 10) for stress analysis in a cam surface at condition of rise-dwell-return (R-D-R) motion of the follower, also to compare the analytical and numerical results that have been used different pressure angles in the rise and return of the motion curves in unsymmetrical cam profile for optimum design.

أن تصميم الحدبات يحتاج الى تحليل ميكانيكية حركة الحدبة مع تأثير القوى الديناميكية الموزعة على طول حافة الحدبة وعلى العوامل الخاصة بالمعادلات الرياضية لسلسلة المحددات(parametric polynomials) والتي تصف الحركة الدورانية للحدبة. في هذا البحث تم استخدام طريقتين لغرض تحليل المعادلات الرياضية والحصول على أفضل تصميم لشكل الحدبة, الطريقة الأولى يتم فيها ادخال القوى الديناميكية العالية القيمة والخاصة بالصدمة والموجات المرنة الناتجة من هذه الصدمة والتي تؤثر على حركة التابع وتكون متغيرة مع زمن تلامس التابع مع حافة الحدبة خلال زمن الصدمة. والطريقة الثانية هي أدخال العوامل الكينامتيكية في المعادلات الرياضية والتي تشمل التعجيل والسرعة وغيرها من الظروف المحيطة بميكانيكية حركة الحدبة وعدم تماثل المنحنيات الخاصة بشكل الحدبة. أن الحل الرياضي لهذه المعادلات يحتاج الى استخدام قانون الصدمة بأتجاه واحد مع قانون التلامس الخاص ب Mushkelishvilis لحل سلسلة المحددات الرياضية. لقد تم استخدام حلول عددية بأستخدام ANSYS10 لمطابقة نتائجه مع حلول معادلات وصف حركة الحدبة لأفضل تصميم لشكل الحدبة الخاصة بنوع حركة التابع (Rise-Return-Dwell) ولعدة أنواع من زوايا الضغط الخاصة بأرتفاع ورجوع التابع مع عدم تماثل انحناء حافة الحدبة للحصول على أفضل تصميم لها.

Stress analysis --- dynamic loading --- impact loading --- cam design.

AbstractIn this paper the finite element analysiswas achieved on the above-knee prosthesis to investigate a picture of stress distribution in the socket.Previous works on the prostheses used the symmetry approximationinshape modeling and most of them are all about static loading.The analysisand shape modeling in this work were achieved in high accuracy with theaid of ANSYS 12.1 package software capabilities. Ofthis study, stressanalysis was achieved under dynamic loading at the three main gait cycle;soon after heel strike, foot flat and just before tow off as traditional stagesused in researches. This work lies on the dynamic loading calculated withthe ground reaction forces, dynamic forces, and moments as well as theangular and linear acceleration of foot up to the thigh during the three maingaitcycle.The stress distribution was achieved and it is imported to note that themaximum stress induced in the socket are at the upper brim whereas mostparts of the socket are consi-dered as a low stress region.Key Words: stress, dynamic loading, socket , prosthesis, above knee, finite element

الخلاصةفي هذا البحث تم أجراء عملية تحليل العناصر المحددة لوقب الطرف الصناعي أعلى الركبةلمعرفةخارطة توزيع الأجهادات المتولدة خلال الطرف. أجريت الأعمال السابقة على هذا النوع من الطرفباستخدام الشكل المتماثل كما كان التركيزكثيرا على حساب الأجهادات بتأثير الأحمال الساكنة.في هذه الدراسة كانتعملية التحليل ونمذجة شكل الوقب قريبة جدا من الشكل الحقيقي بالاستفادةمن ألإمكانيات الكبيرة لبرنامج(ANSYS12.1). تضمنت الدراسة عملية تحليل للأجهاداتبتأثير الأحمال الحركية عندالمراحل الرئيسية الثلاثة للخطوة وهي مرحلة ماتلي مباشرة ضربالكعب الأرض ومرحلة تسطح القدم والمرحلة التي تسبقبقليل ابتعاد أصابع القدم عن الأرض وهيمراحل تقليدية دأب عليها الباحثون. واعتمدت الدراسة على حساب الحمل الحركي بحساب قوى ردالفعل الأرضي والقوى والعزوم الحركية المصاحبة للتعجيل الخطي والدورانيمن القدم صعودا الىعظم الفخذ عند المراحلالرئيسية الثلاثة للخطوة. تم الحصول على صورة توزيع الأجهادات علىالمناطق المختلفة للوقب ولوحظ أن قيمها العظمى تركزت في منطقة الحافة العليا فيما تميزت معظمالمناطق الأخرى بأنها ذات مستويات أجهاد متدنية

Key Words: stress --- dynamic loading --- socket --- prosthesis --- above knee --- finite element.