Simulação computacional de resistência mecânica comparada entre placas reta e em onda para aplicação femoral por meio de elementos finitos

Resumo

O objetivo deste estudo foi avaliar, por meio de simulação computacional, a diferença de resistência mecânica entre dois modelos de placas, reta e onda, usadas na fixação de fratura do fêmur, submetendo ambas a uma carga axial estática progressiva. Existem critérios para se avaliar o limite de escoamento de um material: Tresca; Von Mises e Mohr-Coulomb. Neste estudo, foi utilizada a teoria do critério da tensão de Von-Mises por ser utilizada em testes de resistência a fadiga de materiais dúcteis, neste caso, aço inoxidável. Este critério, indica que o escoamento de um material sólido se inicia quando atinge um valor crítico de tensão. Os modelos foram construídos computacionalmente utilizando o software de modelamento 3D. Foi utilizado o método matemático de elementos finitos para avaliar a curva de tensão e a deformação, dois elementos considerados fundamentais para verificar o comportamento do metal durante a aplicação de tensão e o deslocamento das placas, para, assim, avaliar a resistência de cada um. Os resultados obtidos após a análise por elementos finitos demonstram que as placas não atingem o limite crítico para escoamento, porém, a placa reta absorve 10 vezes mais tensão em comparação com a onda. A placa onda permite concluir que há decomposição da força aplicada. Ambas as placas permanecem em regime elástico com carga até 1000 N. A carga equivale ao peso do corpo e da gravidade. Concluiu-se que a força axial aplicada no sentido caudal se decompõe em resultantes se comparada à placa reta, a qual absorve toda carga, podendo atingir o limite crítico para escoamento antes da placa onda.