Análise estática estrutural e simulação computacional de parafusos de fixação manufaturados em Ti-6Al-4V para aplicações ortopédicas (2022)
- Authors:
- USP affiliated author: MIRANDA, ALAN GONELLI - EESC
- School: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: PARAFUSOS; TITÂNIO; SIMULAÇÃO; ORTOPEDIA
- Language: Português
- Abstract: Parafusos de fixação são elementos fundamentais em aplicações ortopédicas para ajudar pacientes em seu processo de reabilitação motora. As técnicas de cirurgia modernas, em conjunto com o desenvolvimento de materiais compatíveis ao corpo humano, como a liga de titânio alumínio vanádio, proporcionam melhor qualidade de vida aos pacientes, porque possibilitam cirurgias de reconstrução de ligamentos rompidos ou tendões desgastados pela carga excessiva alocada na região do joelho. Este trabalho tem como objetivo o dimensionamento analítico das cargas associadas ao regime de operação de dois parafusos desta liga de titânio, com diâmetros nominais de 11 mm e 7 mm, bem como a simulação computacional de seu regime de operação, que é do tipo estático estrutural, de acordo com os ensaios propostos nos anexos A1, A2 e A3 da norma ASTM F543. Os ensaios computacionais realizados foram baseados nas propriedades mecânicas de elasticidade isotrópica da liga de titânio alumínio vanádio, e visaram examinar a resistência torcional do parafuso, considerando a aplicação de uma carga de torção constante e sua resistência mecânica ao arrancamento em regime de carga axial concentrada. Esses resultados são empregados para avaliar e aprovar o lote de parafusos analisados para aplicações em centros médicos especializados. Os resultados comprovaram que o material escolhido é adequado para as aplicações pretendidas, oferecendo alta resistência aos carregamentos impostos e boa durabilidade. As regiões de maior deformação e fratura são pequenos volumes de filetes de rosca em contato com a interface do bloco de teste e regiões da circunferência externa lisa do parafuso, próximo à região de aplicação de torque pela chave. Dessa forma, as abordagens analíticas e computacionais apresentaram resultados coerentes entre si como ferramentas valiosas para o dimensionamento dosparafusos e testes de resistência quando submetidos aos ensaios propostos pela norma ASTM F543-17.
- Imprenta:
- Place of publication: São Carlos
- Date published: 2022
-
ABNT
MIRANDA, Alan Gonelli. Análise estática estrutural e simulação computacional de parafusos de fixação manufaturados em Ti-6Al-4V para aplicações ortopédicas. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f37898a3-27d9-40ca-a3e5-a1e01d05a6fe/Miranda_AlanGonelli_tcc.pdf. Acesso em: 28 abr. 2024. -
APA
Miranda, A. G. (2022). Análise estática estrutural e simulação computacional de parafusos de fixação manufaturados em Ti-6Al-4V para aplicações ortopédicas (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f37898a3-27d9-40ca-a3e5-a1e01d05a6fe/Miranda_AlanGonelli_tcc.pdf -
NLM
Miranda AG. Análise estática estrutural e simulação computacional de parafusos de fixação manufaturados em Ti-6Al-4V para aplicações ortopédicas [Internet]. 2022 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f37898a3-27d9-40ca-a3e5-a1e01d05a6fe/Miranda_AlanGonelli_tcc.pdf -
Vancouver
Miranda AG. Análise estática estrutural e simulação computacional de parafusos de fixação manufaturados em Ti-6Al-4V para aplicações ortopédicas [Internet]. 2022 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/f37898a3-27d9-40ca-a3e5-a1e01d05a6fe/Miranda_AlanGonelli_tcc.pdf
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