Simulação numérica de uma prótese transtibial do tipo flex para corrida
Data
2024-09-27
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Resumo
Prostheses play an essential role in the recovery of autonomy in amputees, allowing
the practice of physical exercises essential for physical and mental health. This study
analyzed the structural behavior and blade optimization of a flex-type transtibial
prosthesis, considering the biomechanics of human gait and the reaction forces of the
ground during running. The methodology adopted involved the three-dimensional
modeling of the prosthesis, the structural analysis through the finite element method
and the optimization through a correlation analysis of dimensional parameters to
minimize the stresses on the prosthesis. The results showed that the maximum
equivalent stress in the model optimized by the applied methodology showed a
reduction of 24.73% in relation to the reference model. The methodology presented
allows the construction of prostheses with geometric constraints that simultaneously
minimize engineering requirements.
Descrição
As próteses desempenham um papel essencial na recuperação da autonomia de
amputados, permitindo a prática de exercícios físicos essenciais para a saúde física e
mental. Este estudo analisou o comportamento estrutural e a otimização da lâmina de
uma prótese transtibial do tipo flex, considerando a biomecânica da marcha humana
e as forças de reação do solo durante a corrida. A metodologia adotada envolveu a
modelagem tridimensional da prótese, a análise estrutural através do método de
elementos finitos e a otimização por meio de uma análise de correlação de parâmetros
dimensionais para minimizar as tensões na prótese. Os resultados mostraram que a
tensão máxima equivalente no modelo otimizado pela metodologia aplicada
apresentou uma redução de 24,73% em relação ao modelo de referência. A
metodologia apresentada permite a construção de próteses com restrições de
natureza geométrica que simultaneamente minimizem requisitos de engenharia.
Palavras-chave
Prótese transtibial, Elementos finitos, Otimização geométrica
Referência
BARBOSA, Jéssica Natália da Silva. Simulação numérica de uma prótese transtibial do tipo flex para corrida. 64 f. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2024.
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