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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31291| Título: | Modelagem e análise de tensão para prótese de mão |
| Título(s) alternativo(s): | Modeling and stress analysis for hand prosthesis |
| Autor(es): | Fabris, Carolai Mayara |
| Orientador(es): | Rodrigues, Fabio Rodrigo Mandello |
| Palavras-chave: | Prótese - Desenvolvimento Prótese - Mãos Método dos elementos finitos Métodos de simulação Prosthesis - Development Prosthesis - Hand Finite element method Simulation methods |
| Data do documento: | 11-Ago-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | FABRIS, Carolai Mayara. Modelagem e análise de tensão para prótese de mão. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2022. |
| Resumo: | O presente trabalho tem por objetivo, a análise de tensões e identificação da carga máxima que a prótese de mão suportaria, sem ocorrer deformações. Os materiais simulados são ABS e PLA, ambos muito utilizado comercialmente em próteses existentes no mercado, devido aos seus conjuntos de propriedades físicas, tornando uma peça com massa leve, mas capaz de suportar cargas. O tipo de prótese foi definido como passiva onde não realiza movimentos, e está na posição de gancho, sendo as medidas utilizadas para a modelagem do próprio autor com auxílio da antropometria. A modelagem e simulações foram realizadas com auxílio do programa Autodesk Inventor, realizando um refinamento da malha com 320.419 nós e 205.201 elementos, com tamanho de malha de 0,1mm. As simulações foram realizadas variando o valor da carga aplicada, buscando o limite de escoamento do material, pois assim poderia se concluir que aquele resultado seria o máximo de carga suportada pela prótese. Obteve-se que a prótese de ABS é capaz de suportar uma força de tração equivalente a 196N, gerando uma tensão de 14,67 MPa, para o PLA o material suportou uma força de 320N com 24,8 MPa, sendo a massa total das próteses em torno de 380 gramas. Esses resultados foram obtidos sem considerar um fator de segurança, se considerar um fator de segurança igual a 2, temos que a nossa prótese suportaria 98N para ABS e 160N para PLA, valores muito próximos das que estão em mercado que suportam de 100 a 160N com massa de 400 gramas. |
| Abstract: | The present work has as its objective the analysis of tensions and identification of the maximum load that the hand prosthesis would support, without deformations occurring. The simulated materials are ABS and PLA, both widely used commercially in existing prostheses on the market, due to their set of physical properties, making a piece with light mass, but able to withstand loads. The type of prosthesis was defined as passive where it does not perform and is in the hooked position, and the measurements used for modeling were taken by the author himself with the help of anthropometry. The modeling and simulations were performed with the help of Autodesk Inventor, performing a mesh refinement with 320,419 nodes and 205,201 elements, with a mesh size of 0.1mm. The simulations were performed by varying the value of the applied load, seeking the yield limit of the material because it could be concluded that that result would be the maximum load supported by the prosthesis. It was obtained that the ABS prosthesis can support a tensile force equivalent to 196N, generating a tension of 14.67 MPa, for PLA the material supported a force of 320N with 24.8 MPa, being the total mass of the prosthesis around 380 grams. These results were obtained without considering a safety factor, if we consider a safety factor equal to 2, we have that our prosthesis would support 98 N for ABS and 160 N for PLA, values very close to those in the market that support from 100 to 160 N with a mass of 400 grams. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31291 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Mecânica |
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