Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia MecânicaA presente dissertação tem como principal objectivo a análise e projecto de estruturas para substituição de um disco intervertebral. Mais especificamente, determinar a distribuição de material que oferece a maior rigidez possível ao dispositivo de substituição considerando um constrangimento de volume.
Tal foi conseguido efectuando, numa fase inicial, um estado de arte sobre a área da medicina da coluna vertebral humana e alguns procedimentos cirúrgicos relativos à substituição do disco intervertebral. Uma revisão de trabalhos na área da fusão intervertebral e optimização topológica foi feita, entre eles, de um modo mais aprofundado, um modelo de elementos finitos duma coluna lombar suína. Neste tinha sido efectuada uma análise e optimização de um dipositivo de fusão intervertebral.
Com os conhecimentos adquiridos no decorrer destas várias pesquisas e revisões de trabalhos anteriormente realizados, foi então possível analisar e melhorar um modelo de elementos finitos da coluna lombar humana. Esta possuía um dispositivo de fusão intervertebral que foi posteriormente optimizado utilizando um método de optimização topológica através de um código de programação escrito em FORTRAN.
Outros assuntos em estudo no decorrer desta dissertação incluem análises linear e não linear, método da homogeneização para identificação de propriedades mecânicas de scaffolds. O estudo destes assuntos aplica o método dos elementos finitos através do software ANSYS
