Simulación computacional de la resistencia mecánica comparativa entre placas rectas y onduladas para aplicación femoral mediante elementos finitos

Resumen

El objetivo de este estudio fue evaluar, mediante simulación informática, la diferencia de resistencia mecánica entre dos modelos de placa recta y ondulada-utilizados en la fijación de fracturas de fémur, sometiendo a ambas a una carga axial estática progresiva. Existen criterios para evaluar el límite elástico de un material: Tresca, Von Mises y Mohr-Coulomb. En este estudio se utilizó la teoría del criterio de deformación de Von-Mises porque se utiliza en los ensayos de resistencia a la fatiga de materiales dúctiles, en este caso, el acero inoxidable. Este criterio indica que la cesión de un material sólido comienza cuando se alcanza un valor de tensión crítica. Los modelos se construyeron computacionalmente utilizando un software de modelado 3D. Se utilizó el método matemático de elementos finitos para evaluar la curva de tensiones y deformaciones, dos elementos considerados fundamentales para verificar el comportamiento del metal durante la aplicación de esfuerzos y el desplazamiento de las placas, para así evaluar la resistencia de cada una. Los resultados obtenidos tras el análisis de elementos finitos muestran que las placas no alcanzan el límite crítico de fluencia, sin embargo, la placa recta absorbe 10 veces más esfuerzos en comparación con la placa ondulada. La placa de ondas permite concluir que hay descomposición de la fuerza aplicada. Ambas placas permanecen en régimen elástico con una carga de hasta 1000 N. La carga es equivalente al peso del cuerpo y a la gravedad. Se concluyó que la fuerza axial aplicada en la dirección caudal se descompone en las resultantes en comparación con la placa recta, que absorbe toda la carga y puede alcanzar el límite crítico de cesión antes que la placa ondulada.