INTEC   05402
INSTITUTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Indicadores para el diseño de prótesis totales de rodilla obtenidos desde un modelo de lubricación
Autor/es:
JOSÉ DI PAOLO; LUCIANO D. CÁRDENES; MARCELO E. BERLI; SEBASTIÁN UBAL; DIEGO M. CAMPANA
Lugar:
Bahía Blanca
Reunión:
Congreso; I Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica (I CAIM); 2008
Institución organizadora:
Universidad Nacional del Sur
Resumen:
En cojinetes de fricción, el espesor de la película lubricante formada entre los elementos en contacto es quizás el parámetro más importante a ser estudiado cuando se aborda un diseño. Ejemplos particularmente importantes son las prótesis totales de rodilla donde el desgaste debe ser minimizado para asegurar una vida útil lo mas larga posible.En este trabajo se modela la zona de contacto lubricado en una prótesis total de rodilla cuyos componentes femoral y tibial se suponen construidos con un material de muy alta rigidez y lubricados por un fluido no newtoniano (líquido sinovial).La relación entre el espesor de película lubricante y las presiones generadas en el seno del fluido está gobernada por la ecuación de Reynolds. A los fines de la determinación de relaciones óptimas entre factores geométricos, carga de la articulación y espesores de película que superen a las rugosidades superficiales, la ecuación de Reynolds fue resuelta mediante un algoritmo basado en el método de elementos finitos, el método de Newton y procedimientos de continuación paramétrica. Dadas sus condiciones de contorno, la solución de dicha ecuación implica un problema de frontera libre, donde la determinación del dominio de definición es parte del problema.Las fases de la marcha estudiadas fueron las de apoyo y la de balanceo. Las predicciones numéricas confirman que al aumentar la velocidad de operación o al disminuir la carga, se desarrollan películas más gruesas alejando la posibilidad de contacto sólido-sólido. Si bien el régimen predominante es el de lubricación mixta, se muestra que aumentando la conformidad entre las superficies, es posible predisponer un contacto de película completa en la mayor parte del ciclo de marcha. Dichos resultados se presentan mediante gráficos que pueden servir para guiar el diseño de prótesis totales de rodilla compuestas por materiales de muy alta rigidez.