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dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6097353354921674pt_BR
dc.contributor.advisor1ARAÚJO, Carlos José de.-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9466801408291152pt_BR
dc.contributor.referee1AMORIM JÚNIOR, Wanderley Ferreira de.-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8131607733881361pt_BR
dc.contributor.referee2BRITO, Nadja Maria da S. O.-
dc.description.resumoAs Ligas com Memória de Forma (LMF) são materiais metálicos funcionais com a capacidade de recuperar grandes níveis de deformações induzidas por carregamento mecânico (superelasticidade) e a recuperação de deformações pseudoplásticas após aplicação de calor (efeito memória de forma). Dentre as LMF já conhecidas, aquelas do sistema binário Níquel-Titânio (Ni-Ti) têm impactado diversos campos da medicina, principalmente na área específica das aplicações biomédicas de implantes ortopédicos, devido à combinação de biocompatibilidade com boas propriedades mecânicas. Aliada à estas funcionalidades particulares das LMF Ni-Ti, sabe-se que Estruturas Celulares Arquitetadas tendo como principal característica uma alta relação entre capacidade de carga e peso otimizado. Assim, componentes mecânicos arquitetados de LMF Ni-Ti podem vir a suprir uma demanda específica das aplicações biomédicas em implantes ortopédicos, podendo ser projetadas para serem geometricamente similares aos tecidos ósseos e otimizadas estruturalmente para permitir um controle da rigidez. Além disso, sabe-se que a osseointegração depende, dentre outros fatores, de uma compressão contínua e biologicamente compatível. Nesse contexto, a avaliação do comportamento termomecânico de fixadores ortopédicos arquitetados de LMF Ni-Ti obtidos por técnicas de fundição de precisão é a motivação deste estudo baseado em análises numéricas. O intuito é de iniciar a viabilização de tecnologias alternativas e de baixo custo para a fabricação de dispositivos biomédicos em Ni-Ti (implantes). Assim sendo, neste trabalho alguns protótipos de fixadores ortopédicos como grampos, embracing e patellar concentrator arquitetados de LMF Ni-Ti foram concebidos e analisados numericamente usando o método dos elementos finitos por meio do software comercial ANSYS, antes de passar para a fase de produção futura usando fundição de precisão. Poros (vazios) de topologia hexagonal, circular, diamante e reentrante foram inscritos ao longo da estrutura de modelos de fixadores, sendo avaliadas a influência da topologia do vazio na resposta mecânica de cada componente mecânico estudado, em termos de variação de rigidez e da força de restrição em função da densidade relativa.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Ciências e Tecnologia - CCTpt_BR
dc.publisher.programPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.publisher.initialsUFCGpt_BR
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica.pt_BR
dc.titleAnálise numérica do comportamento termomecânico de fixadores ortopédicos arquitetados de ligas com memória de forma Ni-Ti.pt_BR
dc.date.issued2018-08-31-
dc.description.abstractShape memory alloy (SMA) are functional metallic materials with the ability to recover large deformations induced by mechanical loading (superelasticity) and recovery of pseudoplastic deformations after heat application (shape memory effect). Among all SMA, those of the Ni-Ti binary system have impacted several medical fields, especially in the specific area of biomedical applications of orthopedic implants, due to the combination of biocompatibility with good mechanical properties. Associated to these particular features of the Ni-Ti SMA, it is known that Architected Cellular Structures present as main characteristic a high ratio between load capacity and optimized weight. Thus, the Ni-Ti SMA architected mechanical devices can come to meet demands of specific biomedical applications in orthopedic implants can be designed to be geometrically similar to the bone tissue and structurally optimized to allow control of stiffness. Moreover, it is known that osseointegration depends, among other factors, of a continuous and biologically compatible compression force. In this context, the evaluation of the thermo-mechanical behavior of Ni-Ti SMA architected orthopedic fixators obtained by investment casting techniques is the motivation of this study based on numerical analysis. The aim is to start the feasibility evaluation of low-cost alternative technologies to manufacture Ni-Ti biomedical devices (implants). Therefore, in this work, some prototypes of architected orthopedic fixators such as Ni-Ti SMA bone staples, embracing and patellar concentrator were designed and analyzed numerically using the finite element method using the ANSYS commercial software, before moving on to the future production stage using investment casting. Pores (voids) of hexagonal, circular, diamond and reentrant topologies were inserted along the structure of fixator models, evaluating the influence of void topology on the mechanical response of each studied mechanical device in terms of variation of stiffness and force restriction as a function of relative density.pt_BR
dc.identifier.urihttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21084-
dc.date.accessioned2021-09-13T15:42:39Z-
dc.date.available2021-09-13-
dc.date.available2021-09-13T15:42:39Z-
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.subjectLigas com memória de formapt_BR
dc.subjectLigas Ni-Tipt_BR
dc.subjectSimulação numéricapt_BR
dc.subjectEstruturas celulares arquitetadaspt_BR
dc.subjectFixadores ortopédicospt_BR
dc.subjectShape memory alloyspt_BR
dc.subjectNi-Ti alloyspt_BR
dc.subjectNumerical simulationpt_BR
dc.subjectArchitected cellular structurespt_BR
dc.subjectArquitected orthopedic fixatorspt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.creatorSILVA, Paulo César Sales da.-
dc.publisherUniversidade Federal de Campina Grandept_BR
dc.languageporpt_BR
dc.description.sponsorshipCapespt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Paulo César Sales da. Análise numérica do comportamento termomecânico de fixadores ortopédicos arquitetados de ligas com memória de forma Ni-Ti. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) -Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018.pt_BR
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PAULO CÉSAR SALES DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf5.09 MBAdobe PDFView/Open


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