Análise das propriedades geométricas e mecânicas de tíbia humana : proposta de metodologia
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 1994 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-24102024-122819/ |
Resumo: | O esqueleto humano tem importantes funções mecânicas e dinâmicas. Os ossos sao anisotrópicos e não homogêneos. Portanto o conhecimento de suas propriedades geométricas e mecânicas sao essenciais aos ortopedistas e pesquisadores da área. Foram utilizadas técnicas experimentais, conhecidas das varias ciências, com o objetivo de se desenvolver e de se adaptar uma metodologia de estudo e análise das propriedades geométricas e mecânicas das tíbias humanas. As propriedades geométricas obtidas foram: as áreas das seções transversais e os momentos de inércia, máximo e mínimo, ao longo da tíbia. Foi utilizado um espécime ósseo, seccionado em todo seu comprimento. A obtenção das propriedades mecânicas estruturais foi realizada através de metodologias: 1- determinação das unidades housnfield; 2- determinação do modulo complexo de elasticidade; 3- análise modal experimental; simulação dinâmica. Com os resultados obtidos, conclui-se que a metodologia proposta pode contribuir com novas informações e conhecimentos sobre propriedades dos ossos, importantes nas áreas, tanto para a ortopedia como para a biomecânica |
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Análise das propriedades geométricas e mecânicas de tíbia humana : proposta de metodologiaAnalysis of the mechanical and geometrical properties of the human tíbia : metodology proposition.computer tomographydynamic mechanical thermal analysisfinite element methodgeometrical propertieshuman tibiamechanical propertiesO esqueleto humano tem importantes funções mecânicas e dinâmicas. Os ossos sao anisotrópicos e não homogêneos. Portanto o conhecimento de suas propriedades geométricas e mecânicas sao essenciais aos ortopedistas e pesquisadores da área. Foram utilizadas técnicas experimentais, conhecidas das varias ciências, com o objetivo de se desenvolver e de se adaptar uma metodologia de estudo e análise das propriedades geométricas e mecânicas das tíbias humanas. As propriedades geométricas obtidas foram: as áreas das seções transversais e os momentos de inércia, máximo e mínimo, ao longo da tíbia. Foi utilizado um espécime ósseo, seccionado em todo seu comprimento. A obtenção das propriedades mecânicas estruturais foi realizada através de metodologias: 1- determinação das unidades housnfield; 2- determinação do modulo complexo de elasticidade; 3- análise modal experimental; simulação dinâmica. Com os resultados obtidos, conclui-se que a metodologia proposta pode contribuir com novas informações e conhecimentos sobre propriedades dos ossos, importantes nas áreas, tanto para a ortopedia como para a biomecânicaThe human skeleton has important functions dynamic and mechanical. The bone are anisotropic and inhomogeneous. Therefore the knowledge of its geometrical and mechanical properties are essential to the Orthopaedist and Researchers in this area. Thinking thereby, are using, some suitable experimental techniques, already known and used in other science areas, were also adapted here. The main objetive of this work is to develop and to adjust a methodology of study and analysis of geometrical and mechanical properties of the human tíbia. The geometrical properties obtained are: the areas of transversal sections and the maximum and minimum moments of inertia, in all the extension of the tíbia. A bone model, divided in to several sections along its length, is used to obtain these properties. The mechanical structural properties are obtained using four distinct methodologies: 1- Determination of the Hounsfield Units (HU) using computer tomography; 2- Determination of the complex elasticity modulus (E*) using the Dynamic Mechanical Thermal Analysis machine, known by DMTA; 3- Experimental Modal Analysis, using an impact hammer, to obtain the first four natural frequencies and their corresponding mode shapes; 4- Dynamic simulation using of the Finite Element Method, carried out with three models, to obtain also the first four natural frequencies and their corresponding mode shapes. The agreement between parameters HU and log(E\') is better representing for equation of the second degree Y = -8,69*10-7 *X2 + 3,13*10-3 *X + 7, were the variable X corresponding the Hounsfield Unit and the variab1e Y corrésponding in the logarithm of teu basis of ccomponent part actual of the complex modulus elasticity. Don\'t have an correlation single between HU and log(E\'). To have necessity in the realized the news texts of the CDPs in the DMTA using frequencies more high. The diferencies existent s at the results obtained in the simulation this work to compare with the HOBATHO et. al. (1991) if have the diferencies at the mesh and at the properties mechanical and material used. lt follows that the proposed methodology may contribute with new information and knowledge about bone properties, which are very important in research areas such as Orthopedics andBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMucheroni, Mario FranciscoShimano, Antonio Carlos1994-12-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-24102024-122819/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-24T20:08:02Zoai:teses.usp.br:tde-24102024-122819Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-24T20:08:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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