[pt] ANÁLISE EM MICROESCALA DE FRATURAMENTO ÓSSEO UTILIZANDO O MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS ESTENDIDOS - ICARO CAIQUE AZEVEDO ALMEIDA (2022)
[pt] Mecânica da fratura pode ser entendida como a área da ciência que estuda a propagação de fissuras, trincas, fendas e demais falhas a partir de processos mecânicos que venham afetar negativamente a resistência do material. Tradicionalmente, os conceitos em que a resistência dos materiais se baseiam não levam em conta a tenacidade à fratura do material, a qual pode ser definida como a propriedade que quantifica a resistência à propagação da trinca. A essência destes estudos pode ser aplicada em qualquer tipo de material, como por exemplo na área médica ao se estudar o comportamento da fratura óssea. Esse tipo de fratura geralmente surge através de traumas de alta energia. O osso, em condições normais, possui a habilidade de suportar cargas e absorver essa energia. Porém, caso haja um grande nível de energia associado ao trauma o osso não consegue suportar e acaba sofrendo uma fratura. Este trabalho tem o objetivo de desenvolver uma análise numérica em microescala de um fraturamento ósseo utilizando o Método dos Elementos Finitos Estendido (XFEM), a partir da simulação em 2D do mecanismo de início e propagação de trincas da ponta de uma fratura inicial em uma unidade do osso compacto chamada ósteon, que é delimitado pela camada cimentícia, uma zona pobre em colágeno tipo 1. Dessa forma, foi possível compreender que a camada cimentícia desempenha um papel de contenção, permitindo maiores deformações antes do rompimento na propagação da fratura em microescala, além disso, também foi verificado que ósteons na posição transversal possui a maior rigidez, enquanto na posição longitudinal tem-se os modelos mais dúcteis, devido a influência do canal de Haver.