Evaluación numérica de la rigidez y la tenacidad en materiales compuestos bioinspirados

La naturaleza ha servido de inspiración para múltiples áreas del conocimiento y de desarrollo de la humanidad, en el caso de los materiales su proceso evolutivo de millones de años ha logrado obtener una buena compatibilidad entre las propiedades mecánicas de rigidez y tenacidad, algo que es complicado en los materiales de ingeniería convencionales, debido a que estas propiedades presentan un comportamiento inversamente proporcional entre sí. Se ha establecido que una de las características que la naturaleza utiliza es la formación de estructuras jerárquicas, que pueden ir desde la escala micrométrica hasta la macro escala, con este tipo de organización ha logrado mejorar diversas propiedades, dependiendo de la necesidad a resolver, del medio ambiente en que se encuentre y los materiales disponibles. Uno de estos tipos de estructuras son las helicoidales, presentes en escamas de peces, conchas de moluscos, exoesqueletos, etc., la cual provee protección y buenas propiedades de resistencia mecánica, resistencia a la penetración, al impacto y la fractura. Por tal motivo se pretende realizar un estudio numérico de materiales compuestos por fibras continúas empleando diferentes modelos constitutivos (lineales y plásticos bilineales) para la matriz (suave) y las fibras (rígidas) y observar como la variación del modelo empleado y el ángulo de rotación de las fibras afectan la rigidez general y la tenacidad del material

Influencia de las condiciones de carga en la generación de úlceras por presión internas en amputados transfemorales

In this research, three-dimensional modeling of the residual limb of a transfemoral amputee is performed, which includes skin, fat tissue, muscle and residual femur. The loading conditions are established for the support phase during the normal gait cycle, the standing and walking through stairs of a transfemoral amputee of 88 kg and a height of 1.7 m. An analysis of the incidence of load conditions on the stresses and deformations in muscle tissue was made to establish its influence on the development of deep tissue injuries (DTI) in the residual limb of the amputee. From the analysis it was obtained that the average compressive stress is close to 18.6 kPa and the highest average strain at compression is 56.8%, it happens when the individual is walking through stairs or slope. The maximum concentration of stress and strain occurs in the distal area of the residual femur in muscle tissue.  En esta investigación se realiza la modelación tridimensional del miembro residual de un amputado transfemoral que incluye la piel, el tejido graso, el músculo y el fémur residual. Se establecen las condiciones de carga para la fase de apoyo durante el ciclo de la marcha normal, la bipedestación y la marcha por escaleras de un amputado transfemoral de 88 kg y una estatura de 1.7 m. Se realizó un análisis de la incidencia de las condiciones de carga sobre los esfuerzos y deformaciones en el tejido muscular, para establecer su influencia sobre la generación de úlceras por presión internas en el miembro residual del amputado. Del análisis se obtuvo que el esfuerzo a compresión promedio más alto es cercano a 18.6 kPa y la deformación promedio más alta a compresión es de 56.8 %, esto sucede cuando se realiza marcha por escaleras o superficies inclinadas. La mayor concentración de esfuerzo y deformación se presenta en la zona distal del fémur residual en el tejido muscular

Relación entre la longitud del miembro residual y la distribución de esfuerzos sobre el muñón para amputados transfemorales

Five transfermoral prosthesis models compounded by socket, stump and femur were built. The percentage of residual limb for each individual was defined. Each model appertained to a volunteer whom molds stump and stump socket and scans were taken. The parts were digitized into a CAD model and the assembly was exported to finite element analysis software. Gait analysis was performed and it is established that the most critical conditions for the forces of reaction occurs in the initial phase of support. For this phase, a static model was formulated. Likewise loads on the socket were calculated taking into account the reaction forces on the ground. The stance phase of the socket, the relaxation phase and the final phase load were simulated by the software, acquiring values and distributions of pressure and shear forces on the stump surface to the loading phase and the main von Mises stresses for the femur. These values were related to the percentage of residual limb in order to find relationships and trends. It was found that a relationship exists between the percentage of residual limb and the pressures on the stump surface.Foram construídos cinco modelos de prótese transfemorais compostos socket, fêmur e coto, foi definido o percentual de membro residual para cada um. Cada modelo corresponde a um voluntário para o qual se tomou moldes de coto, socket y tomografias do coto. As partes foram digitalizadas em um modelo de CAD e a montagem foi exportado para o software de análise de elementos finitos. A análise da marcha foi realizada e afirma que as condições mais críticas para as forças de reação ocorrem na fase inicial de apoio. Foi formulado para esta fase de um modelo estático e foram calculadas as cargas o socket a partir das forças de reação no terreno.Foram simuladas no software a fase de apoio do socket, a fase de relaxamento e a fase final de carga, produzindo valores e distribuições de pressão e tensões de cisalhamento na superfície do coto para a fase de carregamento e os principais esforços de von Mises para o fêmur. Estes valores foram relacionados com os percentuais de membro residual para encontrar relações e tendências. Verificou-se que existe uma relação entre a percentagem do membro residual e as pressões sobre a superfície do coto.Se construyeron cinco modelos de prótesis transfermorales compuestos por socket, muñón y fémur, se definió el porcentaje de miembro residual para cada individuo. Cada modelo correspondió a un voluntario al cual se le tomaron moldes de muñón y socket y tomografías del muñón. Las partes se digitalizaron en un modelo CAD y el ensamble se exportó a un software de análisis por elementos finitos. Se realizó un análisis de la marcha y se establece que las condiciones más críticas para las fuerzas de reacción suceden en la fase inicial de apoyo. Para esta fase se formuló un modelo estático y se calcularon las cargas sobre el socket a partir de las fuerzas de reacción en el piso.Se simularon en el software la fase de postura del socket, la fase de relajación y la fase final de carga, obteniéndose los valores y distribuciones de presiones y esfuerzos cortantes en la superficie del muñón para la fase de carga y los esfuerzos principales de von Mises para el fémur. Estos valores se relacionaron con los porcentajes de miembro residual para buscar relaciones y tendencias. Se encontró que existe una relación entre el porcentaje de miembro residual y las presiones en la superficie del muñón

RELACIÓN ENTRE LA LONGITUD DEL MIEMBRO RESIDUAL Y LA DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS SOBRE EL MUÑÓN PARA AMPUTADOS TRANSFEMORALES

Se construyeron cinco modelos de prótesis transfermorales compuestos por socket, muñón y fémur, se definió el porcentaje de miembro residual para cada individuo. Cada modelo correspondió a un voluntario al cual se le tomaron moldes de muñón y socket y tomografías del muñón. Las partes se digitalizaron en un modelo CAD y el ensamble se exportó a un software de análisis por elementos finitos. Se realizó un análisis de la marcha y se establece que las condiciones más críticas para las fuerzas de reacción suceden en la fase inicial de apoyo. Para esta fase se formuló un modelo estático y se calcularon las cargas sobre el socket a partir de las fuerzas de reacción en el piso.Se simularon en el software la fase de postura del socket, la fase de relajación y la fase final de carga, obteniéndose los valores y distribuciones de presiones y esfuerzos cortantes en la superficie del muñón para la fase de carga y los esfuerzos principales de von Mises para el fémur. Estos valores se relacionaron con los porcentajes de miembro residual para buscar relaciones y tendencias. Se encontró que existe una relación entre el porcentaje de miembro residual y las presiones en la superficie del muñón

Participación en el proceso de reconstrucción Integral del municipio de La Tebaida, Quindío

174 páginasCon este trabajo se pretende mostrar la labor desempeñada por los ingenieros voluntarios de la Escuela de Ingeniería de Antioquia y por la Corporación Antioquia Presente durante el proceso de reconstrucción del municipio de La Tebaida, haciendo una recopilación de las labores desempeñadas por ambas partes, las experiencias vividas y algunas recomendaciones. Se desarrollaron principalmente cuatro aspectos: vivienda, alojamientos temporales, impactos causados y una propuesta para actuar en caso de un evento sísmico, basados en la experiencia vivida. También se hizo un estudio de la historia del municipio y de los planes a desarrollar por el FOREC para su reconstrucción. Son muchos los resultados obtenidos con esta experiencia, tanto en el aspecto personal como profesional que tratan de plasmarse en este informe. Después de esta vivencia, sentimos un enorme compromiso con Colombia para construir un país mejor, no solo en su infraestructura física sino también fortalecido en el aspecto social.ABSTRACT: With this project we pretend to show the work that was made by a group of engineers that work in a volunteer way and by the Corporación Antioquia Presente during the reconstruction process of La Tebaida town. Here we compiled tasks, ¡¡ved experiences and sorne useful recomendations, ah based in the work made by the group of engineers and by La Corporación Antioquia Presente. There were developed mainly four topics: housing, temporary accommodation, caused impacts and a proposal to work when a seismic event take place, al¡ on the basis of the ¡¡ved experience. There is also a study of the town history and the plan tha the FOREC is going to develope for this reconstruction. There are lots of fruits that we obtained with this experience not only in the personal aspect but in the professional, this is what we want to show with this brief.. After this working time we feel a great obligation with our Colombia to build a better country not only in their phisicaly infraestructure but in their social aspect.PregradoIngeniero(a) Civi