Diseño, selección de materiales y simulación numérica estática de un prototipo para rehabilitación de extremidades inferiores

• Serrano Aguiar, Carlos Oswaldo ^[1] ; Calispa Aguilar, Esteban Marcelo ^[1] ; Orozco Ramos, Jhonny Marcelo ^[1]
  1. [1] Grupo de Investigación & Vinculación AUTOPRO, Riobamba,
• Localización: Polo del Conocimiento: Revista científico - profesional, ISSN-e 2550-682X, Vol. 6, Nº. 10, 2021 (Ejemplar dedicado a: OCTUBRE 2021), pág. 11
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Design, selection of materials and static numerical simulation of a prototype for rehabilitation of the lower extremities
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• Resumen
  • español

    El trabajo surge de la necesidad de ofrecer una alternativa accesible económicamente para la adquisición de un rehabilitador para infantes que tienen restricción de movilidades en sus miembros inferiores. Inicialmente se realiza un diseño conceptual y modelado en 3D utilizando el software solidworks, con libre graduación de altura que va desde 60 hasta 140 cm. La selección de materiales se ejecutó mediante una combinación del método gráfico y del método de base de datos con ayuda del software CesEdupack, considerando una serie de restricciones como módulo de Young, resistencia a la corrosión, tenacidad a la fractura, buena soldabilidad, disponibilidad, etc.  Con los antecedentes mencionados se realiza una simulación numérica estática en el software ANSYS a fin de verificar las deformaciones, esfuerzos de Von Mises y factor de seguridad, aplicando una carga puntual equivalente al peso promedio de un infante (26,4 Kg) en las manijas del andador. La simulación con los materiales aluminio 6062 T6 y acero inoxidable AISI 304 presenta una deformación de 4,85 y de 1,78 mm respectivamente; una concentración de esfuerzos de 156,34 y 155,97 MPa respectivamente; y un factor de seguridad de 1,79 y 1,32 respectivamente. 

  • English

    The work arises from the need to offer an economically accessible alternative for the acquisition of a rehabilitator for kids who have mobility restrictions in their lower limbs. Firstly, a conceptual design and 3D modelling were carried out using Solidworks software, with height graduation ranging from 60 to 140 cm. The selection of materials was carried out through a combination of the graphical method and the database method with the help of CesEdupack software, considering a series of restrictions such as Young's modulus, corrosion resistance, fracture toughness, good weldability, availability, etc. After that, a static numerical simulation was carried out using ANSYS software in order to verify the deformations, Von Mises stresses and safety factor, applying a point load equivalent to the average weight of a kid (26,4 Kg) on the handles of the walker. The simulation using aluminum 6062 T6 and stainless steel AISI 304 have shown a deformation of 4.85 and 1.78 mm respectively; a stress concentration of 156,34 and 155,97 MPa respectively; and a safety factor of 1,79 and 1,32 respectively.