XXVIII Congresso de Iniciação Científica
Engenharia Reversa aplicada no projeto de estruturas biomecânicas com análise numérica pelo Método dos Elementos Finitos
Jovana Santoro Nakagaki, Prof. Dr. Edson Antonio Capello Sousa, Leonardo Augusto Leda Lopes, Campus de Bauru, Faculdade de Engenharia, Engenharia Mecânica, jsnakagaki_93@hotmail.com, PIBIC/CNPq.
Palavras Chave: Bioengenharia, Método dos Elementos Finitos, Análise de Tensões.
Introdução
O avanço da tecnologia e o aumento de pesquisas voltadas aos processos de Engenharia Reversa vêm trazendo novidades para as áreas da saúde, mais precisamente no desenvolvimento de próteses. O MEF tem sido amplamente utilizado na análise de próteses odontológicas no intuito de melhorar este sistema, buscar verificar o sucesso dos implantes atuais no mercado e analisar os fatores que influenciam na falha do implante
.
Objetivos
Verificar a eficácia das técnicas de Engenharia Reversa e análise numérica por MEF em simular e prever o comportamento de modelos biomecânicos de próteses odontológicas. A partir das geometrias de modelos reais, realizar análises de tensões, variando-se quatro diferentes tipos de pinos.
Material e Métodos
O processo de obtenção do modelo tridimensional da estrutura real1, utilizado neste estudo, foi desenvolvido em pesquisas anteriores.
Três tipos de pinos foram estudados, passando pelos processos de digitalização, remodelagem em plataforma CAD, exportação para o Ansys, geração das malhas e análise dos resultados2.
Figura 1. Malha de elementos finitos dos pinos.
Figura 2. Vista em corte da geometria remodelada (esquerda) e condições de contorno (direita).
Resultados e Discussão
As Figuras a seguir apresentam as tensões de Von Mises, em N/m², para os modelos com contato.
Figura 3. Tensões para os pinos ranhurado e liso de fibra de vidro.
Figura 4. Tensões para os pinos de metal e liso de zircônia.
O comportamento dos quatro pinos foi semelhante com relação às distribuições de tensões. Porém, os níveis de tensão foram diferentes, sendo que o pino de metal apresentou valores de tensão muito maiores do que os pinos não-metálicos. As máximas tensões ocorreram nas regiões de interface raiz-coroa, sendo estas as regiões mais críticas do modelo. Verificou-se diferença de comportamento na interface raiz-coroa- pino quando se adiciona elementos de contato.
Conclusões
A remodelagem estrutural e o cálculo pelo Método dos Elementos Finitos são considerados viáveis para análise de projetos biomecânicos já existentes ou para resolver problemas que possam vir a ocorrer nessas estruturas, de forma preditiva e rápida.
Agradecimentos
Ao CNPQ pela bolsa PIBIC, ao Professor Edson Capello e à Faculdade de Engenharia de Bauru.
____________________
1 Tabor, G., Young, P.G. and Jasak, H., 2008, “Image Based Mesh Generation”, Milano Training, Spain.
2 Notarberardino, B., Young, P.G., Hao, L. and Turner, I.G., 2009,
“Image-based Simulation for the Mechanical Characterization of Scaffolds”, ESMC, Lisbon, Portugal.
