Análise de tensões em materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas sob furação

• LUCAS D. AZEVEDO ^[1] ; MARIA G. A. FERNANDES ^[1] ; ELZA M. M. FONSECA ^[1] ; RENATO M. NATAL ^[2]
  1. [1] Instituto Politécnico de Bragança

     Instituto Politécnico de Bragança

     Bragança (Sé), Portugal

     
  2. [2] Universidade Do Porto

     Universidade Do Porto

     Santo Ildefonso, Portugal

     
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, Vol. 20, Nº 2, 2016, págs. 35-43
• Idioma: portugués
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• Resumen

  • Em diferentes áreas da medicina existem processos cirúrgicos que envolvem a furação de tecido ósseo, dependendo o seu sucesso da conjugação de diversos parâmetros. A previsão e o controlo dos parâmetros envolvidos são fundamentais para a redução do dano no tecido ósseo. Este trabalho de investigação tem como objetivo avaliar o estado de tensão gerado durante o processo de furação utilizando materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas com características similares ao osso humano. Durante a furação dos materiais sólidos são utilizados métodos experimentais, baseados na extensometria e na termografia, para análise das deformações e da temperatura na broca. Os parâmetros envolvidos na furação são a velocidade de rotação e a geometria da broca constantes em diferentes testes, sendo variável a velocidade de avanço. Em simultâneo, foi desenvolvido um modelo numérico de formulação explícita, com recurso ao método de elementos finitos, através do programa LS-DYNA. Os resultados permitem obter o campo de tensões nos materiais sólidos em função dos diferentes parâmetros de furação. Para a mesma velocidade de rotação e geometria da broca, a diminuição na velocidade de avanço provoca o aumento do nível de tensão. Em relação à resistência mecânica da espuma de poliuretano rígida utilizada, e para a zona de medição instrumentada, não há registo de dano material. O dano é provocado na zona de furação pela remoção do material.