Análise estrutural estática utilizando MEF em modelo de palmilha ortopédica para tratamento de fascite plantar

The foot is an important component of the human body and has several functions such as support, walking and impact absorption. Functional changes in the foot can lead to the appearance of pathologies. Plantar fasciitis occurs due to morphological or mechanical alterations of the plantar fascia, a fu...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Damasceno Júnior, Amarildo Silva
Outros Autores: Coutinho, Karilany Dantas
Formato: bachelorThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Fascite plantar
Palmilhas ortopédicas
Elementos finitos
Plantar fasciitis
Orthopedic insoles
Finite elements
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53453
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Damasceno Júnior, Amarildo Silva
Análise estrutural estática utilizando MEF em modelo de palmilha ortopédica para tratamento de fascite plantar
description The foot is an important component of the human body and has several functions such as support, walking and impact absorption. Functional changes in the foot can lead to the appearance of pathologies. Plantar fasciitis occurs due to morphological or mechanical alterations of the plantar fascia, a fundamental structural element for the foot. Fasciitis is considered a painful inflammatory process in the plantar fascia region, in addition to being a recurring cause of heel pain in adults. Among the risk factors are high body mass index and anatomical and biomechanical alterations of the plantar arch. Studies show that the use of orthopedic insoles is an efficient therapeutic strategy in the treatment of plantar fasciitis. Through the Finite Element Method (FEM) it is possible to carry out structural analysis in order to obtain answers about tensions, displacements and deformations in structures subjected to mechanical efforts. Based on that, a static structural analysis will be carried out, using MEF, in an orthopedic insole model used in the market for the treatment of plantar fasciitis. Initially, the pre-processing stage was carried out, in which a solid model of the orthopedic insole was developed in CAD software, which was imported into the finite element software, where the mesh was defined, specified the material and the conditions of contour (loads and fastenings). Subsequently, the processing of the analysis was carried out, which is the step of performing the calculations. Finally, the post-processing stage, with the analysis of results. From the results obtained, it was verified that the insole model presented low values of tension and deflection in the load application areas and a good uniformity in the distribution of the applied plantar pressure. Finally, for future work, the insole model can be improved through a structural topological optimization study.
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Plantar fasciitis occurs due to morphological or mechanical alterations of the plantar fascia, a fundamental structural element for the foot. Fasciitis is considered a painful inflammatory process in the plantar fascia region, in addition to being a recurring cause of heel pain in adults. Among the risk factors are high body mass index and anatomical and biomechanical alterations of the plantar arch. Studies show that the use of orthopedic insoles is an efficient therapeutic strategy in the treatment of plantar fasciitis. Through the Finite Element Method (FEM) it is possible to carry out structural analysis in order to obtain answers about tensions, displacements and deformations in structures subjected to mechanical efforts. Based on that, a static structural analysis will be carried out, using MEF, in an orthopedic insole model used in the market for the treatment of plantar fasciitis. Initially, the pre-processing stage was carried out, in which a solid model of the orthopedic insole was developed in CAD software, which was imported into the finite element software, where the mesh was defined, specified the material and the conditions of contour (loads and fastenings). Subsequently, the processing of the analysis was carried out, which is the step of performing the calculations. Finally, the post-processing stage, with the analysis of results. From the results obtained, it was verified that the insole model presented low values of tension and deflection in the load application areas and a good uniformity in the distribution of the applied plantar pressure. Finally, for future work, the insole model can be improved through a structural topological optimization study. O pé é um importante componente do corpo humano e possui diversas funções como apoio, marcha e absorção de impactos. Alterações funcionais no pé podem acarretar o aparecimento de patologias. A fascite plantar ocorre devido a alterações morfológicas ou mecânicas da fáscia plantar, um elemento estrutural fundamental para o pé. A fascite é considerada um processo inflamatório doloroso na região da fáscia plantar, além de ser uma causa recorrente de dor no calcanhar em adultos. Entre os fatores de riscos estão o alto índice de massa corpórea e as alterações anatômicas e biomecânicas do arco plantar. Estudos demonstram que a utilização de palmilhas ortopédicas é uma estratégia terapêutica eficiente no tratamento da fascite plantar. Por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF) é possível a realização de análises estruturais visando a obtenção de respostas acerca de tensões, deslocamentos e deformações em estruturas submetidas a esforços mecânicos. Diante disso, será realizada uma análise estrutural estática, utilizando MEF, em um modelo de palmilha ortopédica utilizada no mercado para o tratamento de fascite plantar. Inicialmente, foi realizada a etapa de pré-processamento, em que foi desenvolvido um modelo sólido da palmilha ortopédica em software CAD, que foi importado para o software de elementos finitos, no qual foi definida a malha, especificado o material e aplicadas as condições de contorno (cargas e fixações). Posteriormente, foi realizado o processamento da análise, que é a etapa de execução dos cálculos. Por último, a etapa de pós-processamento, com a análise de resultados. A partir dos resultados obtidos, foi verificado que o modelo de palmilha apresentou baixos valores de tensão e deflexão nas áreas de aplicação de carga e uma boa uniformidade na distribuição da pressão plantar aplicada. Por fim, para trabalhos futuros, o modelo de palmilha pode ser melhorado por meio de um estudo de otimização topológica estrutural. 2023-07-17T12:56:18Z 2023-07-17T12:56:18Z 2023-07-06 bachelorThesis DAMASCENO JUNIOR, Amarildo Silva. Análise estrutural estática utilizando MEF em modelo de palmilha ortopédica para tratamento de fascite plantar. Orientadora: Karilany Dantas Coutinho. 2023. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Biomédica) - Departamento de Engenharia Biomédica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53453 pt_BR Attribution 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN Engenharia Biomédica Engenharia Biomédica

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