Análisis por elementos finitos de la influencia del diseño de estructuras sobre implantes en la resistencia mecánica

Resum

Los diseños realizados para la fabricación de estructuras metálicas han seguido siempre requisitos técnicos de laboratorio y nunca necesidades mecánicas debido a que al no poder analizar su comportamiento precarga se diseñaban sobredimensionadas empíricamente, empleando además materiales de gran rigidez que se colaban obteniendo estructuras no homogéneas. OBJETIVOS - Crear un modelo paramétrico de una estructura de titanio Grado 2 para un puente sobre implantes de 3 unidad es. - Comparar los resultados mecánicos de una estructura paramétrica de Titanio Grado 2 por el método de análisis por elementos finitos y una mecanizada mediante un ensayo de Tensión / Deformación. - Estudiar las variaciones mecánicas por elementos finitos que puedan inducir la modificación del diseño paramétrico y compararlo con ensayos de tensión-deformación de estructuras mecanizadas. MATERIAL Y MÉTODO Como resumen del procedimiento, en nuestro trabajo de investigación par timos del diseño paramétrico de un modelo virtual de una estructura de Titanio grado II para un puente de 3 unidades variando los diseños de los conectores en su diámetro (2.5, 3 3.5mm) y en su radio (0.5, 1, 1.5mm). Los 9 diseños de la estructura lo s sometimos a un ensayo mecánico mediante el método de análisis por elementos finitos para estudiar la fuerza necesaria que deberíamos aplicar para lograr un desplazamiento de 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5 mm en sentido vertical desde el punto de aplicación de la fuerza en el centro del póntico. Posteriormente, se mecanizaron 6 probetas de cada diseño que hacen un total de 54 muestras y a cada uno se le sometió a un ensayo de fuerza con una Instrom para analizar la fuerza y el desplazamiento. Finalmen te hemos valorado y comparado estadísticamente los resultados obtenidos con los diferentes análisis. En una segunda parte de nuestro estudio hemos desarrollado un modelo paramétrico de un puente sobre implantes de 3 y 4 unidades real. RESULTADOS Hemos observado que con la Fv podemos explicar el 98.19 de los cambios que se producen en la Finv en todos los diseños para un desplazamiento entre 0.1 y 0.5mm. Respecto a la influencia del diámetro y el radio sobre la resistencia de las estructuras, podemos decir que el diámetro tiene una influencia clara en la resistencia de las estructuras y que el radio no influye de manera estadísticamente significativa sobre los cambios en la intensidad de la fuerza.