Biomecânica dos tecidos - Centro de Pesquisas Avançadas ... · Tipos de solicitações mecânicas...
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Biomecânica dos tecidos
Prof. Dr. Guanis de Barros Vilela Junior
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Sobrecarga mecânica sobre o corpo humano
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Tipos de solicitações mecânicas
Cisalhamento
Neutro Tensão
Compressão
Torsão
ATENÇÃO !Os ossos suportam mais forças compressivas do
que forças tensivas.
Porque?
Na solicitação tipo bendingqual lado fica mais vulnerável?
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As forças se propagam pelo corpo
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Forças iguais em áreas diferentes
provocam pressões diferentes
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A área da vértebra
aumenta para suportar mais
peso
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Relação entre força e deformação
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Mesma força, mas
comprimentos diferentes
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Strain ( ): mudança de comprimento dividido pelo
comprimento inicial do corpo. Coeficiente de “Tensionabilidade” e “compressionabilidade” do osso.
0
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Mesma força, mas áreas diferentes
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Stress ( ): força aplicada dividida pela área do corpo
A
F
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Diagrama stress-strain ( - )
Material de alta rigidez
E = tg curva stress x strainE = rigidez do osso
Material de baixa rigidez
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Módulo de elasticidade ou Módulo de Young (E)
A inclinação da curva ( - ) de um material é conhecida como módulo de elasticidade ou módulo de Young (E) e
mede a rigidez do material.
E
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Três corpos feitos do mesmo material mas com geometrias diferentes
F é constante
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Relação força-deformação Relação stress-strain
Para a mesma forçateremos deformações
diferentes.
Curvas stress-strain para os3 corpos é coincidente!
PORQUE?
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Gráfico carga x deformação
RespostaPlástico-elástica
Carga (N)
Deformação (m)
Respostaelástica
Respostaplástica
Área = Energia Elástica
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Gráfico stress x strain
Stress (N/m)
Strain
Respostaelástica
Respostaplástica
Área = Energia Elástica
tg = Módulo de Young
E = stress / strain
Fratura
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Resposta Elástica x Resposta Plástica
Resposta elástica – ocorre no início da solicitação do
osso, onde o comprimento do mesmo volta ao comprimento inical após a retirada da carga. Esta não excede 3% do comprimento total do osso.
Resposta plástica – deformação permanente do
osso (mesmo após a retirada da carga) decorrente de microfraturas e desestruturação trabecular. Antecede a fratura macroscópica do mesmo.
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Principais lesões do sistema esquelético
Lesão Ex. Atividade Solicitação Mecanismo
Fratura por stressda tíbia
Dança, corrida, basquete, triatlo
Compressão Calçado e superfície rígidos, hiperpronação e mau condicionamento.
Fratura do epicôndilo medial
Ginástica, triatlo Tensão e compressão
Overtraining
Fratura por stress do calcâneo
Corrida, basquete, voleibol
Compressão Calçado e superfície rígidos e mau condicionamento
Fratura por stress das vért. lombares
Levant. de peso, ginástica
Tensão e compressão
Cargas elevadas em hiperlordose
Fratura do hamato Esportes com raquete, beisebol
Compressão Torque elevado em função da alavanca adicional
Ruptura meniscal no joelho
Futebol, saltos, basquete, volei
Torção e compressão
Rotação do joelho
Fratura por stress do fêmur
Maratona, triatlo Tensão Overtraining (vasto medial)