Determinación de la rigidez estructural de un fémur humano mediante FEM - León Enriquez, Marcos David (My University, 2015)
A partir de un modelo base de un fémur humano construido mediante tomografías axiales computarizadas se obtuvieron tres modelos con diferente número de nodos en su mallado. Cada modelo fue sometido a ensayos de flexión para obtener la deflexión. Los resultados muestran disminución de la rigidez estructural en el plano frontal con la disminución del número de nodos en cada modelo, mientras que en el plano sagital ésta aumenta. Se calculó el momento de inercia de la sección transversal con tres diferentes consideraciones, circular, elíptica y compleja. Para cada una se obtuvo el módulo de elasticidad, resultando con menor porcentaje de error es la calculada como sección compleja.
En este trabajo se construyó un modelo 3D de un fémur humano mediante tomografías axiales computarizadas (TAC) para la obtención de un modelo base que contenga la información geométrica de un fémur humano, del cual se obtengan tres modelos con diferente mallado y analizar la variación de la rigidez en cada uno; mediante ensayos de flexión en el plano frontal y sagital en cuatro puntos con una carga máxima de 500N en el software abaqus®, aplicando propiedades transversalmente isotrópicas al hueso cortical y trabecular. Mediante la deflexión obtenida en cada ensayo se calculo su rigidez estructural obteniendo datos comparables entre cada uno de ellos y con otros estudios. Se analizaron los esfuerzos y deformaciones en los modelos para observar la respuesta del hueso durante el ensayo en el plano frontal y sagital. También se obtuvo el modulo de Young a partir del cálculo del momento de inercia considerando tres diferentes geometrías de la zona episaria, circular, elíptica y sección compleja.
Keywords: Rigidez; Fémur; Hueso; Flexión; Tomografía