Avaliação da remodelação óssea utilizando diferentes tipo de elementos para discretização do modelo sólido

Abstract

O Método dos Elementos Finitos é uma ferramenta de engenharia que permite a determinação dos campos de tensões, deformações e deslocamentos ocorrentes em diversas estruturas, utilizando diferentes tipos de elementos. O presente estudo tem como objetivo utilizar esta ferramenta para avaliar o processo de remodelação óssea em um fêmur humano tridimensional, discretizando-o com diferentes tipos de elementos sólidos (tetraédrico linear e quadrático). Sobre este é aplicado um carregamento que simula o passo de uma caminhada. A modificação das propriedades é realizada por meio do modelo de remodelação óssea isotrópico de Stanford. O problema de checkerboard é tratado com a suavização do campo de tensões para quando é utilizado o elemento linear. Para o desenvolvimento da análise são utilizados os softwares Abaqus, Matlab e Fortran. As análises mostram a eficiência da suavização do campo de tensões, tanto para a caracterização do osso como a mitigação do checkerboard. Já a utilização do elemento tetraédrico linear sem nenhuma técnica produz um resultado de baixa qualidade.