A computacional tool for the modeling of prosthesis and bones using the poroelasticity theory / Elaboração de uma ferramenta computacional para modelagem de proteses e ossos atraves da proelasticidade acoplada

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

o modelo poro elástico é aplicado na representação do comportamento físico de um meio contínuo composto por duas fases distintas, uma sólida e outra fluida. A fase sólida está envolta em um domínio fluídico saturado. A matéria fluida presente no sistema pode ser líquida, gasosa ou uma mistura em função do meio a que se pretende estudar. Estruturas ósseas são um bom exemplo de material poroso, pois são constituídas de uma porção sólida, formada por uma estrutura calcificada e outra fluida, formada pelo sangue, gorduras e fluidos ósseos. Neste trabalho propõem-se elaborar uma ferramenta para simulação computacional da poroelasticidade aplicada em ossos, considerando solicitações estáticas e respostas transientes. Da mesma forma esta ferramenta permite a análise sobre próteses inseridas em ossos e sua interação elástica com uma estrutura poroelástica. O modelo utilizado é baseado no trabalho precursor de Maurice A. Biot, que submeteu uma porção de solo em água saturada a cargas de compressão, analisando suas respostas e o comportamento poroso do sistema. A ferramenta computacional foi desenvolvida em ambiente Fortran90. As análises foram realizadas em termos de tensão, deformação, deslocamentos e pressão e as condições submetidas foram baseadas em situações de solicitação disponíveis na literatura. Os resultados proporcionaram o mapeamento das regiões sujeitas a tensões elevadas avaliando o comportamento da interface osso prótese. Esses estudos possibilitam um melhor entendimento do comportamento dinâmico da fase fluida do osso, permitindo que análises mais precisam próteses implantadas possam ser realizadas

ASSUNTO(S)

bones bioengineering finite element method metodo dos elementos finitos prosthesis poroelasticity bioengenharia staggered solution ossos protese

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