MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/related; boundary="----=_NextPart_01D60E85.90D13FC0" Este documento es una página web de un solo archivo, también conocido como "archivo de almacenamiento web". Si está viendo este mensaje, su explorador o editor no admite archivos de almacenamiento web. Descargue un explorador que admita este tipo de archivos. ------=_NextPart_01D60E85.90D13FC0 Content-Location: file:///C:/1E79CBAF/10simulacion-de-esfuerzos-mecanicos-sobre-las-ferula_EdwinPozo.htm Content-Transfer-Encoding: quoted-printable Content-Type: text/html; charset="us-ascii"
Simulación de esfuerzos mecánicos so=
bre
las férulas para miembros superiores
Simulation of mechanical stresses on ferule for upper limbs=
i>
Edwin Rodolfo Pozo Safla. [1= ], Sócrates Miguel Aquino Arroba. [2= ], Geovanny Guillermo Novillo Andrade. [3= ] & Edwin Andres Castelo Guevara. [4= ]
Reci= bido:15-01-2020 / Revisado: 02-02-2020 /Aceptado: 22-02-2020/ Publicado: 04-03-2020<= /p>
Abstract.
&=
nbsp; &nbs=
p; =
DOI: https://doi.org/10.33262/concienciadigita=
l.v3i1.2.1202
=
The supported computer simulation of the CAE softw=
are
helps to validate the prototypes, which have features of functionality that=
is
to say that they are subject to operational loads, the simulation is based =
on
the application of the preprocess, process and postprocess stages. In the
preprocessing stage the geometric conditions of the splints are determined,
which are obtained through the application of reverse engineering such as 3D
scanning, in this stage the type of material with which the splint will be
constructed for this PLA (Polylactic Acid) material research is proposed, t=
he
boundary conditions are established that are the operating restrictions as =
well
as the loads that will be submitted, an analysis of the mesh quality is
established so that the results converge.
Keywords:
CAE, PLA, ABS, Fer=
ule
Resumen.
=
La
simulación computacional apoyada del software CAE ayuda a validar lo=
s prototipos,
los mismos que tienen características de funcionalidad es decir que
están sometidas a cargas operativas, la simulación se basa en=
la
aplicación de las etapas de preproceso,
proceso y postproceso. En la etapa del preproceso se determina las con=
diciones
geométricas de las férulas las mismas que son obtenidas media=
nte
la aplicación de la ingeniería inversa como es el escaneo en =
3D,
en esta etapa se definirá el tipo de material con la que se
construirá la férula para esta investigación se propon=
e el
material PLA (Polylactic A=
cid),
se establece las condiciones de contorno que son las restricciones de
funcionamiento al igual que las cargas que serán sometidas, se estab=
lece
una análisis de la calidad de malla para que los resultados lleguen a
converger. En la etapa de proceso se establecen parámetros de
resolución en función de los resultados que se requieren obte=
ner
análisis mecánico estructural junto con una herramienta de
optimización topológica. En la etapa de postproceso, se estab=
le
los resultados de deformación y esfuerzos que son producidos por la
acción de las cargas actuantes en la férula, donde se puede
establecer algunas imperfecciones sobre la superficie de la férula, =
con
la información proporcionada de análisis CAE, se llega a
determinar su correcto funcionamiento y resistencia mecánica para la
etapa final que es la manufactura.
Palabras claves:= span> CAE, PLA, ABS, Férula
Introducción.
Los miembros superiores representan para las perso=
nas
una herramienta funcional y actuante que involucra el uso de fuerza para
sujetar elementos, habilidades de coordinación y movimientos para el
desarrollo de múltiples actividades diarias.
Ortesis de miembros superiores
Las ortesis son elementos biomecánicos
aplicados externamente con el propósito de restaurar o mejorar la
funcionalidad del sistema músculo esquelético. En general los
problemas músculo esqueléticos incluyen aquellos relacionados=
al
trauma, deporte e injurias relacionadas al trabajo (accidentes laborales). =
Las
ortesis de miembros superiores también se utilizan frecuentemente en
pacientes con problemas neurológicos, tales como un Evento Vascular
Cerebral, traumatismo encefalocraneal, parálisis cerebral, lesiones
medulares y de nervios periféricos. De igual manera, en condiciones
artríticas (AR), los materiales utilizados para su fabricación
son los termoplásticos de baja temperatura (ort=
hoplast,
aquaplast ®, entre otros) o de alta tempera=
tura
(polivinílico-PVC, acrílico, plexidur),
que pueden ser prefabricados o confeccionados a medida. Otros materiales
incluyen, yeso, metal, elásticos y velcro®. Estos elementos pued=
en
ser confeccionados por el Terapeuta Ocupacional, el Fisioterapeuta
(especializado en lesiones de mano) y el Ortesista. (Arce, 2005)
Figura.
1. Ortesis de miembro superior
Ortesis antebrazo-muñeca-mano
Su ubicación es palmar (volar), dorsal o
circunferencial y puede aplicarse desde la punta de los dedos hasta los 2/3=
del
antebrazo. La muñeca está en posición neutral o en lig=
era
flexión dorsal. Las indicaciones de este tipo de ortesis incluyen las
siguientes: (Arce, 2005)
• =
Inmovilización en pacientes con tendinitis
(flexor o extensor), o en aquellos sometidos a reparación tendinosa,
nerviosa o fracturaría.
• =
Mantenimiento de ROM pasivo en pacientes con
lesiones de motoneurona superior (MNS), quemaduras y contracturas.
• =
Los tipos más específicos de estas
ortesis incluyen:
• =
Ortesis de reposo funcional (functional
resting splint)
• =
Ortesis estática de mano (static
hand splint)=
• =
Ortesis para quemados (burn=
splint)
• =
Ortesis de descarga de peso (weight-bearing
splint)
• =
Ortesis de reposo de mano (=
resting
hand splint)=
Figura.
2. Ortesis antebrazo-muñeca-mano
En la Figura 3 se indica el concepto de dise&ntild=
e;o
de un prototipo, donde se realiza primero la forma del modelo sólido=
con
la utilización de herramientas CAD que es el dibujo asistido por
computadora. El prototipo inicial casi siempre se establece en funció=
;n
de la experiencia del diseñador, se puede utilizar los datos heredad=
os
de prototipos anteriores o de la obtención mediante ingeniería
inversa. El diseño de la férula se define dominios
específicos para ayudar a conseguir la personalización del mo=
delo
y encontrar una solución a un problema de rehabilitación de
miembro superior, el modelo virtual se respalda del diseño conceptual
tomada del estado del arte. Además, con un sistema integrado de la
herramienta CAD puede generar directamente un modelo sólido del
diseño conceptual que sirva exclusivamente para las simulaciones de
diseño y fabricación.
Con el prototipo de la férula representado =
en
CAD, se pueden realizar simulaciones para el rendimiento, la confiabilidad =
y la
fabricación de la férula. Elaborado de un modelo de producto =
de
diseño asistido por computadora centralizado, los modelos de
simulación pueden derivarse con simplificaciones y suposiciones
adecuadas.
Hay que considerar, un análisis unidireccio=
nal
que rige los cambios de modelos CAD a modelos de simulación debe ser
establecido para actualizaciones rápidas de modelos de
simulación. El análisis mantiene la coherencia entre los mode=
los
de simulación y CAD durante todo el ciclo de desarrollo de la f&eacu=
te;rula.
(Chang, 2014)
Figura.
3. El paradigma del diseño
El desempeño, =
la
calidad y los costos obtenidos de las simulaciones mul=
tifisicas
son variables de diseño incluyendo dimensiones geométricas y =
el
material.
Con el modelo CAD de la férula, se puede
realizar un enfoque de diseño sistemático, que incluye un est=
udio
paramétrico para el diseño conceptual y un estudio de
compensación para el diseño de detalles, para mejorar la
férula con un número mínimo de iteraciones de
diseño.
La férula diseñada en el entorno vir=
tual
se construye utilizando equipos de creación rápida de prototi=
pos
como impresión 3D. Los prototipos físicos son compatibles
mediante la verificación del diseño mediante elementos finito=
s y
la verificación del ensamblaje a nivel de tolerancias dimensionales =
y geométricas.
El
análisis de elementos finitos (FEA), se basa en la idea de construir=
un
objeto complicado con bloques simples, o dividir un objeto complicado en pi=
ezas
más pequeñas y manejables. La aplicación de esta simple
idea se puede encontrar en cualquier lugar de la vida cotidiana. El FEA se
puede aplicar para resolver los modelos matemáticos de muchos proble=
mas
de ingeniería, desde el análisis de tensión de estruct=
uras
de armazones y armazones o máquinas complicadas, hasta respuestas
dinámicas bajo diferentes mecanismos.
Un esbozo del proceso de desarrollo de productos
asistido por ordenador. (Chen, 2005)
Figura.
4. Desarrollo de productos asistidos por computador
En las últimas décadas, muchos progr=
amas
comerciales han estado disponibles para realizar la FEA. Entre una amplia g=
ama
de soluciones de simulación de elementos finitos provistas por las
principales compañías de CAE, ANSYS® Workbench
es una plataforma fácil de usar diseñada para integrar a la
perfección la tecnología. Ofrece conexión bidirecciona=
l a
los principales sistemas CAD. El entorno Workbench
está orientado a mejorar la productividad y la facilidad de uso entre
los equipos de ingeniería. Ha mejorado como una herramienta
indispensable para el desarrollo de productos en un número creciente=
de
empresas y centros de investigación, encontrando aplicaciones en
diversos campos de la ingeniería.
Las propiedades mecánicas del ácido
láctico o su nombre comercial (PLA) pueden variar, desde materiales
suaves y elásticos hasta materiales rígidos y de alta
resistencia, de acuerdo con diferentes parámetros, tales como
cristalinidad, estructura del polímero, peso molecular y formulaci&o=
acute;n
del material (mezclas, plastificantes, compuestos, etc.) y orientació=
;n. (Sin, 2012)
La Tabla 1 resume alg=
unas
de las propiedades mecánicas de PLA desarrolladas por NatureWorks LLC.
Tabla.
1. Propiedades mecánicas del PLA
Las propiedades mecánicas del PLA puro pued=
en
variarse cambiando la estereoquímica, la cristalinidad, el peso
molecular, etc. El PLA con alta pureza estereoquímica posee la
característica de alta resistencia a la tracción y mód=
ulo,
pero carece de resistencia al impacto. En contraste, el copolímero d=
e L-lactida y D-lactida perma=
nece en
un estado amorfo, que tiene propiedades mecánicas pobres. Los
investigadores tienden a utilizar la técnica de copolimerizaci&oacut=
e;n
para modificar las propiedades existentes de PLA, con el fin de ampliar sus
aplicaciones. Además, se han utilizado técnicas de mezcla de
polímeros para combinar las propiedades del PLA con las de otro
polímero para lograr un mejor impacto y resistencia a la flexi&oacut=
e;n.
En general, la mayoría de las modificaciones hechas a PLA está=
;n
dirigidas a mejorar sus propiedades mecánicas mientras mantienen su =
biodegradabilidad.
El desarrollo de PLA, permite que la mayorí=
a de
sus aplicaciones están en el campo biomédico. Es ampliamente
utilizado para proporcionar soporte estructural temporal para la unió=
;n y
el crecimiento de tejidos en cirugía. También se utiliza como
portador de fármacos, que contiene agentes activos de liberaci&oacut=
e;n
controlada para tratamientos a largo plazo, incluso para el cáncer.<=
/span>
Metodología
Obtenc=
ión
del prototipo virtual de la férula
La
obtención del modelo virtual para la modelación de la
férula se hace con uso del escáner 3D Go=
!SCAN
50 y la interface del software Vx-element, se p=
repara
el miembro superior de la persona para escanear ubicando puntos para el
reconocimiento del láser, creando una nube de putos en el espacio (x=
, y,
z) en un formato *.cst y luego se puede exporta=
r como
*.stl binario, como se puede observar en la fig=
ura 5.
Figura.
5. Preparación y Escaneado del miembro superior.
El proceso de escaneo genera una nube de puntos para editar con el software Geomagic Design que permi= te transformar con las herramientas a un modelo solido que sirva de molde para= el diseño de la férula.
Figura
6 Trasformación de la nube de puntos a sólido.
<= /p>
Una vez realizado el modelo tridimensional con la
ayuda de herramientas de croquizado, operaciones de superficie y extrusione=
s se
evalúa la calidad de la formal final con la nube de puntos como
referencia, diagnosticando las superficies que tienen una desviación
geométrica y que se identifica a través de una cinta de color=
es,
de acuerdo a la escala el color verde identifica que no existe ninguna
desviación, el azul muestra un valor menor al espesor especificado y=
el
extremo rojo el valor mayor al espesor como se muestra en la figura 7.
Figura
7. Evaluación de la Geometría de miembro superior.=
Finalmente,
rectificado el sólido se exporta a un software especializado en el C=
AD,
para generar el modelo de la férula personalizada la misma que es
construida con operaciones de superficies tomando como molde el modelo
escaneado-transformada a sólido. Y se genera un modelo de fér=
ula
inicial quien será sometido a esfuerzos y se valorará su
comportamiento.
Se genera el modelo 3D de la férula con alg=
unos
detalles del personalizado como se muestra la figura 8.
Figura.
8. Modelación de la férula.
<= /p>
Definición del
problema.
El elemento CAD para realizar la simulación=
que
es la férula se obtuvo por medio de la aplicación de herramie=
ntas
de ingeniería inversa, por lo tanto, es importante tener la
geometría totalmente definida, en la figura 9 se muestra la
férula para el análisis, el mismo que contiene el material
adecuado, restricciones y condiciones de carga a las que está someti=
do
para encontrar valores de deformación estructural y esfuerzos
mecánicos.
Figura.
9. Férula para el análisis.
Pre proceso
Definición de =
propiedades
mecánicas del material
La figura 10 muestra las consideraciones de las pr=
opiedades
mecánicas del polímero PLA, con las que se realiza la
simulación en el software; utilizando el método de elemento
finito. (Molina Osejos, 2016)
Figura
10. Propiedades mecánicas del PLA
Definición de =
calidad
de la Malla
Según la aplicación del métod=
o de
elemento finito se establece la discretización del medio físi=
co o
continuo para conseguir un número finito de pequeños tetraedr=
os
de control. Con el objetivo de observar la influencia de la
discretización se generan varios modelos con distintos tipos de mall=
ado
entre ellos hexaedros que permita construir un modelo de malla con buena
calidad y así obtener buenos resultados (Lee, 2018)
&=
nbsp; &nbs=
p; <=
/span> Figura. 11. Malla con elementos
tetraédricos.<=
/p>
Definición
del modelo de férula para simulación Los diagramas de cuerpo libre (DCL) se grafican pa=
ra
ayudar a identificar las fuerzas y los momentos que actúan sobre par=
tes
individuales de un sistema y para aplicar el uso correcto de las ecuaciones=
de
la mecánica y para analizar el problema. Para este objetivo, los
elementos que constituyen un sistema están aisladas de su entorno y =
los
efectos del entorno son reemplazados por fuerzas y momentos apropiados. (Nordin & Fra=
nkel,
2001) En algunos estudios, el planteamiento puede ser
investigar las fuerzas involucradas en la férula y alrededor de vari=
as
articulaciones del cuerpo humano para diferentes condiciones posturales y de
carga. Estos análisis pueden realizarse separando =
el
cuerpo en dos partes en la articulación de interés y dibujand=
o el
diagrama de cuerpo libre de una de las partes. Se considera a una persona e=
n un
dispositivo de ejercicio que sostiene un asa que está conectada a un
cable como se muestra en la figura 12. La condición postural ayuda a
determinar la interacción de las fuerzas.
Figura.
12. Definición de cargas. E es la fuerza aplicada a la mano por e=
l asa
del cable unido al peso en el plato de pesaje W, es el peso total del brazo inferior que actúa en el
centro de gravedad del brazo inferior. (Latash, 2008)
Figura.
13. Diagrama de cuerpo libre de cargas sobre el
brazo. FM1 es la fuerza producida por los bíceps e=
n el
radio, FM3 es la fuerza producida por los músculos=
braquiorradiales
en el radio, FM2 es la fuerza producida por los músculos
braquiales sobre el cúbito, y FJ es la fuerza de reacción resultan=
te
en las articulaciones humeroulnar y humeroradial del codo. Hay que considerar que las fuerzas de reacci&oacut=
e;n
muscular y articular representan los efectos mecánicos de la parte
superior del brazo en la parte inferior del brazo. También se debe t=
ener
en cuenta que, como se ilustra en la Figura 13 (que no es un diagrama compl=
eto
de cuerpo libre), las fuerzas de reacción de los músculos y
articulaciones opuestas de igual magnitud, también actúan en =
la
parte superior del brazo. Se considera el valor del peso igual a 50N. (Zar Casás, 2016)
Figura.14.
Cargas de reacción de los músculos=
Generaci&oacut=
e;n
del modelo físico de acuerdo a las cargas de reacción y condi=
ciones
de frontera como son las restricciones de movimientos. (Alawadhi, 2015) Figura.
15. Asignación de cargas y restriccione=
s al
modelo de férula Proceso
de simulación El ordenador genera el proceso de cálculo en
base a las ecuaciones de energía de distorsión que son parte =
de
resolución del software Ansys Mechanical: en el proceso se muestra graficas en las =
que se
puede analizar la convergencia de la solución en función al
cambio de malla vs deformación o esfuerzo de Vo=
nn
Misses. Uno de los factores importantes es el
número de iteraciones que permitirá conducir a una mayor
confiablidad de los resultados. Figura
16. Resolución matemático=
Post proces=
o Ansys Mechanical genera como
resultado de su simulación el esfuerzo que se produce por la
acción de las fuerzas antes mencionadas al igual que las deformacion=
es
en las diferentes direcciones del modelo lo que permite observar el
comportamiento de la férula cuando realice su función.,
permitiendo analizar el funcionamiento de la férula sin necesidad de=
la
construcción. Sin embargo, estos resultados deben ser validados de s=
er
posible con un modelo físico y ensayos en laboratorio de resistencia=
de
materiales. Resultados Se
procede a la generación de la nube de puntos, en este paso para la
generación de la férula consiste en el escaneo de miembros
superiores de sujetos de pruebas, teniendo en cuenta las opciones del softw=
are VxElements de cuerpos semirrígidos y puntos de=
referencia
utilizando los parámetros recomendados. En la siguiente figura se pu=
ede
observar el comportamiento del escaneo sobre el cuerpo humano y la
reconstrucción de los mismos donde se usa el protocolo de Newington =
para
el caso de puntos de referencia.
Figura
17. Nube de puntos bajo el Protocolo de Newing=
ton. El siguiente paso es establecer la geometrí=
a de
escaneado de todos los sujetos de prueba optimizando el mallado correspondiente=
y
quitando los puntos innecesarios para la aplicación
mediante el uso del
software Geomagic Designer=
X. Se utiliza una malla provisional, éste es un parámetro
importante controlable donde inicialmente se selecciona un valor de 0,55mm,
recomendable, debido a que con valores inferiores los resultados no son fav=
orables,
posteriormente se aplica la herramienta “Healing=
Wizard”, la opción permite suaviza=
r la
nube de puntos hasta su completa compactación corrigiendo los posibl=
es
errores en la malla. Debido a que el cuerpo humano es diferente a todos los
materiales utilizables en el mercado, este software presenta una opci&oacut=
e;n Organic, en la misma se pueden observar las siguientes
ilustraciones y el acabado de malla que ésta presenta:
Figura
18. Mallado del sujeto de prueba El diseño y modelado de las férulas =
para
los objetivos planteados se lo puede designar de personalizados por los suj=
etos
de prueba, éstos presentan parámetros variables y es necesario
considerar todas las necesidades que presenten. La malla exportada en SolidWorks nos permite model=
ar
de mejor manera debido a las características que presentan los cuerp=
os
humanos uniendo segmentos con las coordenadas que el software proporciona.<=
/span> Para la investigación primeramente se han
diseñado férulas ortopédicas infantiles para niñ=
;os
y una mujer adulta. La geometría del miembro superior para estos cas=
os
es variable y se debe tomar en cuenta todos los rasgos físicos para =
que
el dispositivo cumpla con la función requerida y se obtengan resulta=
dos
favorables, tal y como se ilustra en las siguientes imágenes.=
La tendencia del uso de la tecnología para =
el
diseño de piezas complejas ha venido evolucionando, de tal manera qu=
e ha
facilitado y permitido realizar replicas perfectas con el uso del
escáner 3D. El escaneado 3D del miembro superior de una person=
a ha
proporcionado un ahorro de tiempo en la obtención de su
geometría, pero también presenta limitaciones por los movimie=
ntos
involuntarios del paciente durante el escaneado, sin embargo, con la ayuda =
del
software (Geomagic Design<=
/span>)
de tratamiento de nube de puntos se ha reconstruido estas zonas defectuosas=
con
bajos márgenes de error. Se puede interpretar que cuándo se obtiene =
una
nube de puntos es densa en el proceso de escaneado, permite la
construcción de la geometría del objeto en un menor tiempo.
Figura
19. Mallado del sujeto de prueba La simulación permite obtener resultados del
comportamiento estructural mecánico de la férula, en la figur=
a 20
se muestra el comportamiento de deformación cuando actúa sobr=
e la
férula las cargas descritas anteriormente, teniendo como resultado u=
na
deformación máxima de 0.02 mm. Figura
20. Deformación de la férula Otro valor que se obtiene es el esfuerzo de von-mi=
ses
que se conoce como una teoría de fallo elástico que permite
determinar los esfuerzos estáticos permisibles además se
considera una magnitud física proporcional a la energía de
distorsión, en este caso de la férula que nos permite comprob=
ar
con el esfuerzo admisible del material utilizado, siendo un esfuerzo
máximo de 2.95 Mpa, eso se aprecia en un=
a gama
de colores con los valores de los esfuerzos resultantes, como se indica en =
la
figura 21
Figura
21. Esfuerzo de Von-Mises de la férula<=
/span> Mantenemos un criterio de factor se seguridad para
validar la resistencia teniendo en los resultados valores mayores a 15, deb=
ido
a que los esfuerzos generados por la acción de las fuerzas son menor=
es
al esfuerzo admisible de material que para el PLA es de 60 MPa, lo que indi=
ca
que la férula se encuentra sobre diseñada para un anál=
isis
estático, como se muestra en la figura 22. Figura
22. Factor de seguridad de la férula.=
span> Con los resultados antes obtenidos se puede consid=
erar
que la férula no sufrirá deformaciones permanentes y no
llegará al inicio de la fractura. En la generación de la geometría y de
mallado se debe considerar la forma compleja que tiene la férula en =
el
momento de discretizar el medio físico, por lo que se debe aprovechar
los tipos de elementos que se generan en la malla de Ansys como son los
elementos tetraedro y hexaedros. Para el efecto del análisis se
considera elementos tetraédricos de 10 nodos, obteniéndose
mediante la métrica de element quality una malla promedio de 0.711 de una cantidad de
22681 elementos. Figura
23. Calidad de malla. Para manufacturar el diseño de la fé=
rula
completa se genera la geometría con la extensión. STL, de acu=
erdo
a los protocolos de intercambio de archivos la extensión STL lee el
software de impresión 3D en material PLA. Las configuraciones para su impresión en 3D=
se
utiliza los parámetros de la tabla 2. Altura de la capa en cada pasad=
a &=
nbsp;
0,2 mm Cantidad de relleno de impresi&=
oacute;n &=
nbsp; 30
% Grosor de pared &=
nbsp;
0,8 Temperatura del extrusor=
=
230°
C Temperatura de la cama=
p>
=
60°
C Velocidad de impresión=
span> =
60 % Tabla
2.- Parámetros de la impresora 3D Con los parámetros colocados parra el proce=
so
de impresión se obtiene un archivo GCODE; este código presenta
las coordenadas que la impresora debe seguir para así aportar materi=
al e
ir construyendo la pieza. (León
& Marcos-Fernández, 2019)
Figura
24. Archivo físico impreso en 3D. Con los resultados obtenidos de la aplicació=
;n
de la ingeniería inversa para obtener el modelo geométrico
conjuntamente con el análisis computacional de esfuerzos permite la
fabricación de la férula mediante la fabricación aditi=
va
utilizando como material un polímero PLA. Conclusiones. • =
Estudio de estado del arte de las férulas=
nos
permite evaluar la importancia de la aplicación de la férula =
en
el ámbito de la rehabilitación, generando una
personalización de la férula al paciente siendo ergonó=
mica
y funcional. • =
La obtención del modelo geométrico=
de
la férula a partir de ingeniería inversa genera ventaja para =
la
personalización de la férula en los pacientes. • =
Las cargas con las que se presenta el
análisis computacional son bibliográficas que sebe establecer=
los
valores reales en función de la edad, peso corporal, genero debido a=
que
las carteristas biomecánicas van a cambiar y los resultados requerid=
os
variaran. • =
De acuerdo al factor de seguridad estátic=
o se
evidencia sobre diseño de la férula lo que se requiere utiliz=
ar
una herramienta de optimización topológica parta mejorar la
geometría con relación a la forma y peso. • =
La generación del mallado es importante q=
ue
se evalué con alguna métrica existente, en el estudio se
utilizó un criterio de calidad del elemento denominado element quality donde se =
obtuvo
un valor de 0,711 siendo 1 el valor óptimo, para garantizar la calid=
ad
de los resultados. • =
Es necesario obtener la curva S-N esfuerzo
deformación del material para poder calcular de forma dinámic=
a el
factor se seguridad. Alawadhi,
E. M. (2015). Finite element
simulations using ANSYS. CRC Press. Chang, K.-H. (2014). Produ=
ct
design modeling using CAD/CAE: the computer aided engineering design series.
Academic Press. Chen, Z. (2005). Finite
element methods and their applications. Springer Science & Business Med=
ia. Latash, M. L. (2008).
Neurophysiological basis of movement. Human Kinetics. Lee, H.-H. (2018). Finite
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H. (2001). Basic biomechanics of the musculoskeletal system. Lippincott
Williams & Wilkins. Sin, L. T. (2012). Polylac=
tic
acid: PLA biopolymer technology and applications. William Andrew. Zar C=
asás,
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brazo humano mediante optimización estático-fisiológic=
a. León, M., &
Marcos-Fernández, Á. (2019). Impresión 3D con material=
es elástoméricos. REVISTA DE PLÁSTI=
COS
MODERNOS, 118(747). Molina Osejos,
J. V. (2016). Caracterización de materiales termoplásticos de=
ABS
y PLA semi-rigido impresos en 3D con cinco mall=
ados
internos diferentes. Quito, 2016. Arce GC. Ortesis de miembr=
os
superiores. Clasif funciones, prototipos, Caracter Indicaciones [Internet] Lima, Perú
La deformación
mide el cambio del tamaño o de la forma de la férula debido a=
los
esfuerzos externos producidos por las fuerzas aplicadas sobre la misma, este
valor nos permitirá evaluar en parte la ergonomía en el insta=
nte
de estar colocada en el paciente. Según los resultados la mayor
deformación de la férula se presenta en la posición de=
la
mano. (Alawadhi, 2015)
Referencias
bibliográficas.Med Rehabil. 2005.
PARA CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
Poz= o Safla, E. R., Aquino Arroba, S. M., Novillo Andrade, = G. G., & Castelo Guevara, E. A. (2020). Simulación de esfuerzos mecánicos sobre las férulas para miembros superiores. ConcienciaDigital, 3(1.2), 137-156. https://doi= .org/10.33262/concienciadigital.v3i1.2.1202
El artículo qu= e se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el pensamiento de la Revi= sta Ciencia Digital.
El artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tiene que ser autorizado= por el director de la Revista Ciencia Digital.
[1]Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Mecánica. Riobamba, Ecuador, edwin.pozo@espoch.edu.ec
[2= ]Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Mecánica. Riobamba, Ecuador, saquino@espoch.edu.ec
[3] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Mecánica. Riobamba, Ecuador, gnovillo@espoch.edu.ec
[4] Riobamba, Ecuador, andcas942@gmail.com
&nb=
sp; =
&nb=
sp; =
&nb=
sp; =
&nb=
sp; =
&nb=
sp; =
ISSN: 2600-5859
=
V=
ol.
3, N°1.2, p. 137-156, marzo, 2020
Desarrollo
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