Modelo mecánico y simulaciones FEM para esfuerzos en músculos bíceps y tríceps bajo carga vertical: formulación matemática de resultados
Autores: Lechosa Urquijo, Emilio; Blaya Haro, Fernando; Cano-Moreno, Juan David; D"Amato, Roberto; Juanes Méndez, Juan Antonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo mecánico y simulaciones FEM para esfuerzos en músculos bíceps y tríceps bajo carga vertical: formulación matemática de resultados
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Contracciones isométricas
Modelos de FEA
Articulación
Músculos
Elementos 3D
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Aunque las contracciones isométricas en los músculos humanos han sido analizadas varias veces, no existen modelos FEA que nos permitan utilizar la misma articulación modelada (el codo en nuestro caso) en diferentes condiciones. La mayoría de las articulaciones de codo utilizan elementos 3D para el mallado. Representar los músculos en la articulación es bastante útil cuando el estudio se centra en el propio músculo, conociendo la distribución de estrés en el músculo y verificando el daño en el músculo de manera detallada (inserción tendón-músculo, por ejemplo). Sin embargo, esta técnica no es útil para estudiar el comportamiento muscular en diferentes posiciones de la articulación. Este estudio, basado en el modelo mecánico de la articulación del codo, propone una metodología para modelar los músculos que serán estudiados en diferentes posiciones mediante el mallado con elementos 1D. Además, la metodología nos permite calcular los esfuerzos de bíceps y tríceps bajo carga para diferentes ángulos de apertura de la articulación del codo. Los resultados de la simulación han sido modelados matemáticamente para obtener formulaciones generales para estos esfuerzos, dependiendo de la carga y el ángulo de apertura.
Descripción
Aunque las contracciones isométricas en los músculos humanos han sido analizadas varias veces, no existen modelos FEA que nos permitan utilizar la misma articulación modelada (el codo en nuestro caso) en diferentes condiciones. La mayoría de las articulaciones de codo utilizan elementos 3D para el mallado. Representar los músculos en la articulación es bastante útil cuando el estudio se centra en el propio músculo, conociendo la distribución de estrés en el músculo y verificando el daño en el músculo de manera detallada (inserción tendón-músculo, por ejemplo). Sin embargo, esta técnica no es útil para estudiar el comportamiento muscular en diferentes posiciones de la articulación. Este estudio, basado en el modelo mecánico de la articulación del codo, propone una metodología para modelar los músculos que serán estudiados en diferentes posiciones mediante el mallado con elementos 1D. Además, la metodología nos permite calcular los esfuerzos de bíceps y tríceps bajo carga para diferentes ángulos de apertura de la articulación del codo. Los resultados de la simulación han sido modelados matemáticamente para obtener formulaciones generales para estos esfuerzos, dependiendo de la carga y el ángulo de apertura.