Metodos Numericos en lngemierfa 2009

Metodos Numericos

en lngemierfa 2009

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Antoni

<r- Huerta

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Metodos Numericos

en Ingenieria 2009

Editores:

Antonio Huerta

Eugenio Onate

Antonio Rodriguez Ferran

Publicado por

Socicdad Espaiiola de Mctodos Numcricos en Ingenieria

Isabel N. Figueiredo

Luis

F.

Menezes

Antonio J.B. Tadeu

APMIAC

10 Socicdad Espanola de Metodos Numcricos en Ingenieria (SEMN I) Edificio C l, Campus Norte UPC Gran Capitan, s/n 08034 Barcelona, Spain www.semni.org

Metodos Numcricos en lngenicria 2009 A. Huerta, E. Onate, A. Rodriguez Ferran,

I. N. Figueiredo, L. F. Menezes y A . 1. B. Tadeu (Eds.) Primera edici6n: Junia 2009

© Los autores

lmpreso por: Artes Graficas Torres, S.L. c/ Morales 17, 08029 Barcelona, Spain

Deposito Legal: B-28307-09

339 1ios

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\ 0 349 cia ··· 350

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357 358 Simulat;iio Numcrica das Altera~tiies Estruturais de Margas Compactadas quando Saturadas R. Cardoso, E.E. Alonso and S. 0/ive//a ... 359

Simulacion 30 de Ensayos de Pulso de Gas en Roc as Arcillosas AnisOtropas D. Amedo, E. Alonso and S. 0/ive//a ... ... .. 36 1

MODELADO COMPUTACIONAL EN INGENIERIA DE TEJIDOS

Analise da Permeabilidadc em Suportes para Engen haria do Tecido Osseo utilizando Homogeneiz:wiio MR. Dias. P.R. Fernandes. J.M. Guedes and J.E. Fonseca ... ... 365

Design Biomimctico de Scaffolds para a Engenharia de Tccidos H. de Amorim Almeida and P.J. da Silva Bimolo ... 366

Estudio Tensional antes y despucs de Ia Distraccion Osteogcnica Mandibular en un Caso de Microsomia Hemifacial E. Reina-Romo, A. Sampietro-Fuentes, M.J. Grlme=-Benito, J.M. Garcia-A=nm; J. Dominguez and Jvf. Doh/are ... 367

lnflucncia das Propriedades Materiais no Comportamento Biomecfinico do Pavimento Pclvico M.P. Parente, R.Jvf. Natal Jorge, T Mascarenlws. A.A. Femandes ami J.A. !vlartins ... 368

Modelar;iio Computacional da Estrutura do Tecido Osseo considerando Critcrios de Rigidez e Permeabilidade P.R. Fenumdes, P.G. Coelho, H. C. Rodrigues, J.B. Cardoso cmdJ. M. Guedes ... 369

Modelado Computacional de Ia Cicatrizacion de Heridas Profundas E. Javierre, P. Morea, J.M. Garcia-rbwr cmd M Doh/are ... 370

Modelo Mecanobiologico de Ia lnteraccion Cclula-Sustrato .I.A. Sanz-Herrera, P. Morea, J.M. Garcia-;bwrand M Doblare ... 371

MODELADO EN BIOMECANICA COMPUTACIONAL

Analise Dinfimica da Membrana Timpfinica do Ouvido Medin C. Garbe, F. Gentil, M Parente, P. Martins and R. Natal Jorge ... 375

Analisis No Lineal por el Mctodo de Elemento Finito para conocer el Efecto de Varum y Valgum de Meniscos y Cartilago Articular de Rodilla S.J. }do/ina Domingue:;:, R. Lesso Arroyo, A. Vidal Lesso, J.S. Garcia Miranda and F. Gutierre= Vera ... 376

Amilisis Numcrico de un Modelo de Remodelacion Osea J.R. Femcinde=. R. 11-!artine=. J.M. Vimio and J.M Garcia-Amar ... 377

Diferentes F unciones de Densidad para Modelos Anisiltropos basados en Ia

M icroesfl~ra con Aplicacion a Tejido Vascular

M. A. Marti11e::. 1: .·/las/rue m1d M. Doblare ... ... 3H l Efcito da l'erfunu;iio Timpanica nos Diferentes Quadrantes da Pars Tensa

F Ge111il, C. Ga rb ~: . M. Parente. ! ~ Martins a11d R. Natal Jorge ... 382 Estudio Mec;\ni co de Ia Acomodaciim en el Ojo Humano mediante el

Mctodo de los Elementos Finitos

R. Palma aiJ(/ ./.L. Pcre::-.·lparid o ... ... ... ... ... .... 384 Estudio Mec:\nico de Ia Interacciiln entre Stents Autoexpandiblcs de

Nitinol sobre Tcjido Cardiovascular en Tecnicas de Angioplastia Carotidea A. Garda, M.A. Ma rtine::, E. Peiia . A. La hord a, i\/.A.

De

Gregoriu and

1\/. Dub/a rc ... ... ... ... 385

Estudio mediante Elementos Finitos del Efecto de Ia Rotura del Ligamento Cruzado Posterior en cl Cartilago de Ia RMula

R. Mwiu::. A. Alon w, £. Pelia, B. Ca/l·u and M. Doblani ... ... .. ... 386 Estudo Biomccanico das Altenu;ues nas Estruturas Osseas llucais

Provocadas pur Aparclho com Parafuso Expansor

I. Braga. D. Ruclw, R. Nawl J orge, E. Las Cas as. R. Andrade m1d P Martins ... 387 Estudo Num crico e Experimental do C ampo de Defonnac;oes na lnter1:1cc

Osso-lmplante

J . Rib eiro. H. Lopes, J. Xa ricr cmd AI. llt1:: ... .... ... ... ... ... . 389 Evaluacion del Estimulo Piezoelcctrico en Ia C uraci(m de Fraeturas

Humanas mediante el Mctodo de los Elementos de Contorno

I< Duarte, 1\. T/u)ni, G. Beer and M. Cerrola::a ... ... ... ... . 390

Evolucion de las Propicdadcs Mecanicas del Miocardio en cl Ven triculo

Izquierdo durante el Desarrollo Fetal: Un Estudio mediante Elementos Finitos basado en un Modclo Idcalizado y Medidas Ecognllicas in-vivo

E. Pelia . J. 0/ u ~ F o n. A . A::ancot. P 1i·a cq ui and AI. Dub/are ... 39 1 Influence of Poroelastic Material Properties on Mechanical Responses of

the Lumbar Interver te bral Disc under Compression : A Sta tistical Factorial Approach in Finite Element Analyses

A. Afaland rinv . JA . P/cmell am / D. Lacro ix ... ... ... ... 392 Influencia do Osso Pclvicu nos Resultados Computacionais no Componente Acetabular de uma l'rOtesc Total da Anca

S. Barreto . .1. Fo lgado, P.R. Fem mulcs a nd J. Alonteim ... ... 393

!VIctodologia para el Diseiio y Ia Manufactura de l'r!ltesis ue Rodilla

utilizando S istemas CAD/CAM

Jl Esp inal Montes. R. Lesso Arru_ro. A. Co rtes J-!em cind c::, AI. Caudillo Ram ire::, A. S cinc/IL':: Rodrigue:::, S. Vera Contreras ... ... ... ... ... 394 Mctodos de Determin:u;ao dos Pa ramctros que lnllucncia m os Resultados

da Cirurgia Phistica de R e du~,: ii o Mamaria

G. Smimo1· a~~< ! I ~ Sci ... ... ... ... ... ... ... ... ... 395 Modcla«;iio Computaciunal da Artroplastia do O mbt·u: Analise da

Rcmodcla«;iio Ossea e Desgastc Articul:n·

J Fulgado . C Al Quenwl. N.S Rib eiro. P R. Fem a ndes and.!. Mon teiro 396 Model ado Numcrico del Proccso de Acomodacion del Crishtlino Humann

-lia

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Optimizaçilo Geométric::l da Prótese da Anca para Max imizllr a Estabilidade Inicial c o Desempenho a Longo Prazo

R.B. RI/bel/, .I. Fulgado {Im/ P Ro Fe/"l /CIl/dc:s ...

Predicciún de la Pérdida de Resistencill de hl Mauenl Estructural por la

Modelización de La Interucción entre los Nudos y la Madera

399

V Bailo, •. /. SOilÓII, F. A rriaga aI/c/ AI. G/lai/lI . ... 400

Propagação e Acumulação de Dano em Próteses de Anca Cimentadas -Element Failurc Methud

C. R. Nabois, R. M. Gll f!des (1I/d .l..-I. Silllues

Simulnção dn Contracção do M úsculo Pubovisnral

T H. da Ro:a,

C.

Suid Sa!ell/ f>, M. Parente, AI. Pil/oai, .-1. Lopes da ."iil\'a FilllU,

T Mascarenhas tlllc! R. Nu/a!Jorg e

Simulación C omputacional de la negellcr~lciólI Ósen cn Huesos La rgos

usando cl Mélodo de los Elementos Finitos

L A. GOI/:ále:-Turres, 1\-1..1. GÚllle: Bel/ito . .J.M. G(m:ía-A:nar al/d M. Doh/aré

( 'asfel/allo ... .

Simulaciún Cmnputacional dei Comportamiento dei Tejido M uscular Esquelético

.J. Grasa, B. Call'O, A. Alol/so- Vó: qlle:. A. Ralllíre:, F. Sorem .\', R. Osta,

M.J. Mil/lO:, P Larago: a (1I/d i\I. Duhlaré ...

Simuluciól1 dei Flujo S:mguíneo Pulsútil en Arh.'rias Coronarhls considerando la Interacción con la Pared Arterial

~02

.. 403

404

405

D . AJka/';, F GahaldÚII Cas/illo (//ul F..J. ClIh'o PllI:lI 406

Simulación en Tiempo Real de Tejidos Blandos mediante H.cducciún de

Modelos y Métodos Asintúticos Numéricos

S. NiroulI/Cllldi, f. A(!àro, E. Cl/ela (j}ul F Chil/cs/ll ... ... .. ... 407

Simulación Nu mérica dei Crecimicnto Tumoral a partir dei Comportamiento Mccúnico Uniceluhlr

LI. Arrihas, PRoa muI I. Romero . .. ... .. ... ..

Simulacióll por Elementos Finitos de III Fusión de la Scgundn Falange

Proximal-1\'Jcdial para ali\'iur la Patologia dei Pie en G arra 1. Ba.\'oc!. R. Bec:c:rro de Bc.!IIgua . .I. C. Pmr/os tll/d M. Dohlaré ..

Simulación Tridimensional mediante Elementos Finitos de la CinemMica

de ulla Rodilln H um~ l na Impl antada

o.

T:iol'flras. R. 114/1110:, Al.H DOln:idm: IJ. ('all'O (li /ti A. A/ul1so .

MODELADO NUMÉRI CO DE L COMI'ORTAIVJ\ENTO NO Ll NEAL DEL HORMIGÓN

3D Behaviuur or a 4 Paramcter IsotrlJpic NOl1linear Hardening Plasticity Mudei for Concrctc

E.H. Pereira aliei ,/".1. Barros

A Revie", 01" the EC8-Part 3 ASS l'SSnll'nt Procedures ror Ex isting RC Struclures

X. ROl/ulo, ..J. Costa muI R. Delgado

Anúlisis de Bifurcaciún Material dl'l Hormigón Arrnudo mediante lu Me(odologíu de Discontinuidadcs Fuer(cs de Continuo

DL Ullem,.1. O /h 'er (l1Id .'1. E. Hucspc ....

453

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... 457

... ... 46 1

4(i ~ 4(,3 464 o 465

466

467

470 471 472 473

... 474

PROBLEMAS INVERSOS Y EVALUACIÓN NO DESTRUCTlVA

Aplicación de la Tr:msformada \ V:n'clct para Dctccción de Dasio cn Vigas

Timnshclllw

l. C. /-ferrera ... ... .... ... ... ... .. .. ... ... .... ... 477

Idcntificación de

Dano

CII Ccrámicas Picznelétricas basada co i\l ndclos de

Elementos de Contornu

G. Rus. F Garcia. A. Súe; alui R. Galfego .. .. ... .. ... .. .. ... .. . ... ... ... ... 478 Idcntificaciún de Par:'lmetros de 1111 AClIifcro No Conlinado utilizando cl

Método dei Sistcrnn Diferencial formulado COI1 Elemen tos Finitos

L. A Coudillo-tlIalll. S. BoteI/o mui M.A . Mordes ... ... ... .

479

PROC ESAMIENTO DE IIVI.'\GENES, VISUALlZAClÓN E INTERFACES

AplicU4;;io de Técnic:ls de Processamento e A n~ili se de Imagem lia

Amilise Automatica dll Quanti(hldc c do Tamanho do G rão em Imagens Mct:llognificas

V Albllquerq1le, 7: Co\'(d" {Il1le, P Filho (/l1d.l. Tam n:s ... ... ... 4H3 Co rreções de BC:lIn Ullrdcning em Imagens TOn1ogdlic:ls de Amostnls Ósseas

E. Sales. /. Lima, .I. T. Assis {IIul U. T. Lopes ... ... ... .... ... 4R-t Dcsarrollo de u" Método de Di:tgn{,stico As istido por Computadonl p:lra la

Detecei,," de Anomalias cu Mamogrólfía Digital a tnlV('S de hl Comhin:ll:ión

de Filtros y Operadores Mnrfohigicos

G.

GClvidia, A. C{J/Ilreras. t\l Cer l'O /a::.a, W ](Jrres lIIul AI. Mo /"{ill-L al/(!r(JI'c 485

DC5:lrrollo de u" EDlUrno cu C++ y OpcnGL para la l~c so luciúlI de

Problcm:ls de Cont:lcto entre Súlidos 30

R. GOII=ále= Lápe;, J. Vallepllga E.\jJil/o.m (lIId L. SÚllchc; .... .... ..

Deteeçfío de ConÍ!lcto entre Superfícies Q uádric:ls Convexas

R. Porlal. L. SOllsa (IIul./. Dias ... ... ... .

Estudo dóiS Técnicas de Processamento de Imagem dedicadas ao Tratamento dos Map:ts de Fase

48~

4~7

H. Lop'·s . ./. Riheirn, R. Glledes mui M. /(,; ... ... 489 Influência da Atluisiçfío de Imagl'nI na A"uliação da Rugosidndc

em Biomateriais: Medidas de Ru gosidndl' em Cones dt' Uesilon por Microscopia de Forç:l Atômica

AI. Prado, L. Lima, H. GlIsmau mui R. Sillu;o ... ... .

Método de Segmentação de Objcctos em Imagens Baseado em Co nt ornos Ac(Í"os e Algoritmo Genético

. 490

E. Figueircdo Chagas, D. Lalldare.l· Rodrigues (///(1 J. T{I1'ares ... 49 1 Obtenção dói Forma 3D de Objcctos atnlvés de Métudos Vo lumétricos

T e. A=cl'edo. J.M. Ti:lI'are.\' (IIul ALI. l'cc ... ... -191

Tritree: Segmentação de Imagens Coloridas

TO. Cunha mui Vc. Da Si/m ... ... .... ... .. ..

Visualización Científica de Datos ohtenidos median te la Aplicaciún de Métodos de Partícul:.ls en 1:, Ingcnieria

H. )'él'llilla tlel'ref'O muI

1:

Rt:\'es Ltipc= ... ... .

Visualización Científica de Datos ohtenidos mediante la Aplicación de Métodos sin Mallas en la Ingeniería

Y RC.l'es Lúp/!; a" rI J-I. )'eiTilla f-ferrem ... ... ... .. ... .. .. .

493

494

SIMULACIÓN DE PROCESOS DE CONFORMADO

Análise do Retorno Elás tico no Processo de Hidroformagcrn de Tubos Soldados

R./I!l Nata! Jorge, L.M. Teixeira, M.P. Parellfe. A r'ieira olJd R.A. Valcllfc ... 501

Aplicação da Teoria de Bifurcação Local c Instabilidade na Análise de Formabilidadc de Componentes Estampados

B.D. Buco, A,Ie. Olil'eira, .I.L. A/1'L's. L.F Mene=es, K. I/o, G. Uel/llIrt1 O/ul

N. 1\llori ... ,... 502

Dcvclopmcnt Df an Equation in a Closcd Form to prcdict the DBRF in

SMF,

using

FEM

E. Duarte, S. G. O/i l'(! ;m, L. Neamlu alld R. II'c)'lel' ... ... 503

EI Método de los Elementos Finitos de Partículas en Procesos de Comformado

R. Wey/e/;

J. c.

Cal/U', J. Oliver al/d J. Hernál/de:= ... ... 504

Fully Coupled Thermo·Mechanical Analysis of Multi·Pass \Velding and Melai Deposilion Processes

N. Dia/ml/i, 111. Chilll1lenli, M. Cerrem OIul

C.

Age/et de Saracibar ... 505 Modelado de Nano-Composiles: de la Reología a la Simulación de Procesos

F. Chiuej'ltl, A. AIIII//OI; M . R M(I('kIe,I': A. Ma alld E. Cueto ... 506

Modelo Evoluti\'o para o Cocliciente de atrito de Coulomb na Simulação Numérica de Processos de Conformação Plástica

AI.c. Oli\'eiro. J.L. Ah·e.\', L.F. Melle=es. R. Pad/J/anabhall anil A. Ramal/to ... 507

Modelo Numérico para la Predicciún de Grietas en la Compactación Uniaxial en Frio de Polvos Metálicos

J.A. HemlÍnde:, .I.c. Come, J. Oliver al/d M. Cajiem ... 508

Simulação do Processo de Rectilicação de Uma Liga de Titânio

S. Sal/tos, A. Vieira t il/c/ R. Nata/ Jorge ... ... 509

Simulación de estructUf:IS dcndríticas mediante un método de tipo VOF

J. Lópe:, J. H emállde:. P GÓIIIC:. F. Falira (md C Zal/:::i ... 510 Simulación de Procesos de Exlrusión de Perfiles Huecos mediante cI

Método de los Elementos Nnturales

I. Alfmv, E. Cueto, J . Olillem, L. Filice, F. Gagliardi al/d F Chillesta ... 5 11

TRANS PORTE Y DI FUSIÓN

A High Resolution Pcfro\'-Galerkin i\:lcthod for the I D

Convection-Diffusion-Reaction Problem

P. Nadllkandi, E. Oiialc (lIId.l. Garcia ... , ... ,,.,. ... , .... 515 Acoplamiento dei Modelo CMAQ con on Modelo de Elementos Finitos

para el Transporte de Contaminantes de Plumas de Chimencas

A. Pere: -Fogllel alui A. O/h'er , .... " .... ... ... "." ... " ." , .. " ... "... 516 Análisis Aeroelástico de Puentes en el Dominio dei Tiempo

1.11. Jurado. A. Le{jll, S. H cmáll(h.': tll/d F. Nielo ... " ... " ... " ... "" .. ". 517

Avaliação da Solução MFS em Problemas de Difusão de Calor

-Métodos Numéricos an Ingenieria 2009 Modelado an biomecânica computacional

ESTUDO NUMÉRICO E EXPERIMENTAL DO CAMPO DE OEFORMAÇÕES NA INTERFACE OSSO-IMPLANTE

João Ribeiro', H. LOpes', J. Xavier2 e M.Vaz3 'Escola Superior de Tecnologia e de Gestão, Instituto Politécnico de 8ragança, Portugal ZOepartamento de Er'lQenharia Mecânica, Universidade de Trãs-<ls-Montes e Alto Douro, Portugal

30 epartamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial, Universidade do Porto, Portugal

389

RESUMO: As forramentas numéricas são actuaJmente utilizadas na simulaÇão do oompOrtamento mocânico de

biomateriais. Porém, para unta CO<TeCta análise é necessário O conhecimento illlegral da!; propriedades mecânicas destes

materiais. As téGl1lcas ópticas de medição de campo ti som c:ontacl0 ",sIão bem adaptadas para 11 medição do

oomportamento global da estrutura. Os dados expe!1mamals sáo uti lizad06 na delermiMç:ão das proptiOOades mecânicas e na validação d~s simutações numéricas. Neste trabalho pretende-se analisar o comportamento do tecido ósseo cortical de Ixwioo na proximidade da interlace com um im~ante metálico e sob a aoçAo da diferentes carregamentos. O osso c:onicaJ é

um material com uma estrutu ,a alt~ment e po rosa_ o que imp<:Kle ~ med ição rigoros~ dali dêlo<maçOes utillzando os métodos

e ~ perimentais convencionais (ex. extensómetria). Na anfll iae Oe$l:/nvoMda utilizou-se a técnica da Corre laçã.o O ig ~aI de Imagem (COI) por permitir a medição cio campo de defonnaçOcs com eltlvada resolução na região da interlace

osso -i m~an t"' . Um modelo numérico da interlace osliO-imr"anle foi realizado com um c6digo comercial de Elementos Finrtos (An sys8). A partir das propriedades mooânicas medidas. paIa as mesmas condições de carregamento e de fronteira determinaram-se os campos de deslocamento e deformação. A comparaç:ão destes '''sllhados com os obtidoos por via experimentai permitiu validar ali propriedades m&eanicas determinadas a panir das mediçOcs experimentais. Na figura 1 apresenta·se a imagem da montagem util izada no ensaio experLmental

Comparando o campo de d"""~""". ';do,, l,,

andamento muito semelhante