Evaluación numérica de los efectos estructurales del deslizamiento relativo entre tejidos en un modelo de elementos finitos del pie
Autores: Bocanegra, Marco A. Martínez; López, Javier Bayod; Vidal-Lesso, Agustín; Tobar, Andrés Mena; Vallejo, Ricardo Becerro de Bengoa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Evaluación numérica de los efectos estructurales del deslizamiento relativo entre tejidos en un modelo de elementos finitos del pie
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Penetración
Nodos compartidos
Músculos
Tendones
Aponeurosis plantar
Modelo de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La penetración y los nodos compartidos entre músculos, tendones y la malla de aponeurosis plantar en modelos de elementos finitos del pie pueden causar un comportamiento estructural inapropiado de los tejidos. La penetración entre tejidos causada utilizando mallas separadas sin restricciones de movimiento o contactos puede cambiar la dirección de carga debido a un desplazamiento de malla inadecuado. Los nodos compartidos entre elementos de malla crean áreas unidas en el modelo, causando una pérdida progresiva o completa de la carga transmitida por el tejido. Este trabajo compara mediante el método de elementos finitos el comportamiento estructural del modelo de pie en casos donde se ha utilizado una malla compartida versus una malla separada con contactos deslizantes entre algunos tejidos importantes. Se ha utilizado un modelo de elementos finitos muy detallado del pie y el tobillo que simula los músculos, tendones y aponeurosis plantar con geometría real para la investigación. El análisis mostró que el uso de una malla separada con contactos deslizantes y una mejor caracterización del comportamiento mecánico de los tejidos blandos aumentó la media de los valores absolutos de estrés en un 83.3% y el desplazamiento en un 17.4% en comparación con una malla compartida. Estos aumentos significan una mejora del comportamiento de los músculos y tendones en el modelo de pie. Además, también se observó una mejor distribución cuantitativa y cualitativa de la presión plantar.
Descripción
La penetración y los nodos compartidos entre músculos, tendones y la malla de aponeurosis plantar en modelos de elementos finitos del pie pueden causar un comportamiento estructural inapropiado de los tejidos. La penetración entre tejidos causada utilizando mallas separadas sin restricciones de movimiento o contactos puede cambiar la dirección de carga debido a un desplazamiento de malla inadecuado. Los nodos compartidos entre elementos de malla crean áreas unidas en el modelo, causando una pérdida progresiva o completa de la carga transmitida por el tejido. Este trabajo compara mediante el método de elementos finitos el comportamiento estructural del modelo de pie en casos donde se ha utilizado una malla compartida versus una malla separada con contactos deslizantes entre algunos tejidos importantes. Se ha utilizado un modelo de elementos finitos muy detallado del pie y el tobillo que simula los músculos, tendones y aponeurosis plantar con geometría real para la investigación. El análisis mostró que el uso de una malla separada con contactos deslizantes y una mejor caracterización del comportamiento mecánico de los tejidos blandos aumentó la media de los valores absolutos de estrés en un 83.3% y el desplazamiento en un 17.4% en comparación con una malla compartida. Estos aumentos significan una mejora del comportamiento de los músculos y tendones en el modelo de pie. Además, también se observó una mejor distribución cuantitativa y cualitativa de la presión plantar.