Estudo numérico e experimental do campo de deformações na interface osso-implante
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abstract
As ferramentas numéricas são actualmente utilizadas na simulação do
comportamento mecânico de biomateriais. Para uma correcta análise é necessário o
conhecimento das propriedades mecânicas destes materiais. As técnicas ópticas de
medição de campo sem contacto estão bem adaptadas para a medição do comportamento
global da estrutura. Os dados experimentais são utilizados na determinação das
propriedades mecânicas e na validação das simulações numéricas. Neste trabalho
pretende-se analisar o comportamento do tecido ósseo cortical de bovino na proximidade
da interface com um implante metálico e sob a acção de diferentes carregamentos. O osso
cortical é um material com uma estrutura altamente porosa, o que impede a medição
rigorosa das deformações utilizando os métodos experimentais convencionais. Na análise
desenvolvida utilizou-se a técnica da Correlação Digital de Imagem por permitir a
medição do campo de deformações com elevada resolução na região de interface osso
implante. Um modelo numérico da interface osso implante foi realizado com um código
comercial de Elementos Finitos. A partir das propriedades mecânicas medidas, para as
mesmas condições de carregamento e de fronteira determinaram-se os campos de
deslocamento e deformação. A comparação destes resultados com os obtidos por via
experimental permitiu validar as propriedades mecânicas determinadas a partir das medições experimentais.
As ferramentas numéricas são actualmente utilizadas na simulação do
comportamento mecânico de biomateriais. Para uma correcta análise é necessário o
conhecimento das propriedades mecânicas destes materiais. As técnicas ópticas de
medição de campo sem contacto estão bem adaptadas para a medição do comportamento
global da estrutura. Os dados experimentais são utilizados na determinação das
propriedades mecânicas e na validação das simulações numéricas. Neste trabalho
pretende-se analisar o comportamento do tecido ósseo cortical de bovino na proximidade
da interface com um implante metálico e sob a acção de diferentes carregamentos. O osso
cortical é um material com uma estrutura altamente porosa, o que impede a medição
rigorosa das deformações utilizando os métodos experimentais convencionais. Na análise desenvolvida utilizou-se a técnica da Correlação Digital de Imagem por permitir a medição do campo de deformações com elevada resolução na região de interface osso
implante. Um modelo numérico da interface osso implante foi realizado com um código
comercial de Elementos Finitos. A partir das propriedades mecânicas medidas, para as
mesmas condições de carregamento e de fronteira determinaram-se os campos de
deslocamento e deformação. A comparação destes resultados com os obtidos por via
experimental permitiu validar as propriedades mecânicas determinadas a partir das medições experimentais.
