DESCRIPTIVA DE MATERIALS. MATERIALS EN EL PROCÉS DE DISSENY,
2002
| articulo
Predicció de vida en estructuresAquest treball és una ressenya breu
sobre problema de la predicció de vida, o estudi de la durabilitat, dels
materials estructurals sotmesos a accions mecàniques, tèrmiques i químiques.
Aquest article està enfocat a les tècniques numèriques i ressalta la potencialitat
d'aquest tipus d’eina en l’estudi d’estructures sotmeses a fenòmens altament
complexos i acoblats.
Breu ressenya
sobre els fenòmens que redueixen la vida dels materials estructurals.
Durabilitat
La millora en el rendiment industrial dels processos de fabricació de les estructures exigeix noves tècniques de predicció gràcies a les quals aquests processos esdevinguin més fiables, més ràpids i més econòmics. A això hi hem d'afegir que la responsabilitat futura sobre les estructures fa que el fabricant exigeixi també més fiabilitat en el producte obtingut. La fiabilitat és un concepte que s'ha d'estendre en el
temps, és a dir, cal garantir la "durabilitat" del material
estructural. Aquesta exigència de "fiabilitat"
i "durabilitat" és molt
complexa, per tant, és molt arriscat garantir-la a priori. Tanmateix,
actualment existeixen eines de simulació del comportament de "predicció de
vida" i "integritat" durant la vida de la peça estructural que
es basen en tècniques numèriques i en la mecànica clàssica. Com a exemple
d'aquestes eines, el Mètode dels Elements Finits (MEF) (Zienkiewicz,
Taylor-1998-, Oñate-1992) amb les seves diverses aplicacions a l'estudi i
control dels processos mecànics.
La durabilitat estructural és un concepte que cal
precisar segons el tipus d'element estructural i la utilització, ja que no es
pot exigir la mateixa integritat en el temps per a tota mena d'estructures i
sota qualsevol acció. La definició del període de durabilitat estructural
s'estableix a partir de la seguretat requerida a través de les demandes del
mercat i està molt renyida amb els costos de producció de l'estructura. Per
tant, cal aprofundir en la investigació i el desenvolupament d'eines capaces de
garantir qualitativament i quantitativament la integritat d'una peça
estructural durant un període establert per a la prestació del servei per al
qual ha estat dissenyada.
Normalment la durabilitat estructural depèn de diferents
situacions:
• Una correcta solució dels problemes del disseny estructural geomètrica per obtenir una forma òptima. Aquest problema es resol mitjançant tècniques numèriques d'optimització a partir de la definició d'una funció objectiu, la minimització del qual, respecte de les variables de disseny, dóna la resposta a la forma òptima buscada. • El control del
deteriorament en el material produït per accions mecàniques, tèrmiques,
higromètriques i químiques, previstes o no, durant el temps de vida
estructural. Aquests problemes estan causats per les accions:
• Estàtiques i/o
dinàmiques (impactes, vibracions, càrregues de vent, sismes, moviments
diferencials, etc)
• De les altes i
baixes temperatures (criogenització, acció del foc, etc.)
• De la humitat i d'agressions químiques (oxidació
en metalls, aluminosi i carbonatació dels ciments, etc.)
• Acció de les
radiacions i efectes de descomposició de la matèria (radiacions
ultraviolades en compostos, etc).
Aquestes situacions provoquen deteriorament estructural en forma de microfisures, fractures, fatiga i distorsions de l'estructura interna del material, i s'han d'estudiar sota l'òptica de fenòmens mecànics de fractura, degradació, plasticitat, viscoelasticitat, fatiga i dany químic i mecànic. Totes aquests concurrències complexes de situacions que
es desenvolupen en un material provocades per les diverses causes esmentades
són les que posen en perill la durabilitat del material i, indirectament,
l'estructura. Les tècniques numèriques, com el MEF, són de les poques eines
disponibles de disseny, control i predicció de vida que garanteixen seguretat i
bon funcionament estructural durant el temps esperat de vida per a la peça en
qüestió.
Tècniques per a l'estudi de la durabilitat
La indústria busca constantment tenir un coneixement fiable sobre la durabilitat dels materials, sobretot aquells que compleixen funcions estructurals. Antigament la idea qualitativa sobre la vida o la durabilitat dels materials estructurals s'establia traient conclusions dels fets succeïts i dels errors comesos. Naturalment, aquesta forma d'estudi no garanteix ni satisfà la indústria ni el consumidor, perquè la certesa sobre la durabilitat resulta posterior a la utilització de l'estructura. Això ha forçat a desenvolupar estudis quantitatius que aportin més dades sobre la durabilitat estructural, i així podríem dir que han sorgit dues tècniques d'estudis: • una basada en estudis experimentals de laboratori, • una altra que
parteix de simulacions prèvies mitjançant tècniques numèriques.
Es pot dir que en un principi ambdues tècniques són complementàries entre si, però cada vegada més s'intensifiquen els estudis numèrics, perquè són més barats, ràpids de fer i darrerament se n'està verificant la gran fiabilitat. A continuació exposarem una breu presentació de tots dos procediments. Mètodes d'estudi i avaluació basats en assaigs de
laboratori
La primera vegada que es va abordar l'estudi de la durabilitat estructural d'una manera científica es va partir d'estudis realitzats en el laboratori (Wöhler, 1871; Forrest, ]962; Osgood, 1982). Els resultats que se'n van obtenir són fonamentals per conèixer el comportament i la durabilitat del material, i a més serveixen com a base d'estudi i parametrització de mètodes analítics numèrics. D'això es desprèn el caràcter d'indispensable de l'estudi
experimental, si bé sempre cal analitzar objectivament el tipus d'estudi que es
pot realitzar i el consegüent resultar que es pot obtenir per la via
experimental. D'una anàlisi ràpida es desprèn que els resultats obtinguts
experimentalment no es poden extrapolar fàcilment a la realitat que es vol
estudiar. A més, l'elevat cost d'un estudi experimental i les limitants condicions
d'observació que ofereix un laboratori per reproduir el comportament en el
temps d'estructures reals no permeten obtenir mitjançant aquesta metodologia
tots els resultats concloents i segurs que la indústria i el consumidor
exigeixen.
D'aquesta breu presentació del problema es dedueix que
cal afegir a l'estudi experimental un altre de "mecaniconumèric"
complementari. Això permet d'estendre les conclusions del laboratori al
problema real a partir de bases sòlides fonamentades en les lleis de la mecànica
i utilitzades a través de tècniques numèriques. Dit de manera resumida, es pot
dir que la simulació en el temps, predicció de vida o durabilitat, d'una
estructura real necessita basar-se en:
• Assaigs de laboratori dels materials i parts estructurals • La mecànica de medis continus
• Les tècniques numèriques, particularment el mètode dels
elements finits.
Donat que el present treball s'orienta a presentar l'estudi "mecaniconumèric" del problema de durabilitat estructural, deixarem aquí l'apartat sobre les tècniques experimentals per dedicar-nos a les tècniques numèriques d'estudi, que se centraran bàsicament en el mètode dels elements finits. Mètodes basats en tècniques numèriques
Com ja hem esmentat abans, els estudis mecaniconumèrics permeten una "extrapolació conceptual" dels fenòmens observats en el laboratori. Existeixen diferents procediments numèrics per aproximar la mecànica a la resolució d'un problema real. Alguns mètodes, com el de les diferències finites, es basen a aproximar les equacions diferencials de la mecànica, i d'altres, com el mètode dels elements finits, estan orientats a aproximar els camps incògnites establerts per les lleis de la mecànica. Naturalment, aquestes metodologies no resolen el problema per si soles, ja que només estableixen el "vehicle" sobre el qual s'introduiran les formulacions de la mecànica. En el cas particular de l'estudi de la durabilitat estructural, el mètode numèric té la missió de gestionar l'acoblament entre les formulacions mecàniques següents: • Llei de comportament de microfisuració i fractur. • Llei de
comportament de plasticitat en metalls i extensió de la formulació a problemes
no metàl·lics.
• Llei de
comportament de degradació o dany estructural.
• Llei de
comportament viscoelàstic i viscoplàstic.
• Llei de
comportament que faci sensible les lleis de la mecànica al problema de fatiga
de metalls i no metalls.
• Lleis que
estableixen l'acoblament quimicomecànic en materials metàl·lics i no
metàl·lics.
El mètode
d'elements finits (MEF) com a tècnica d’aproximació del comportament no lineal
de les estructures
El MEF és un mètode molt apropiat per resoldre molts dels problemes de la mecànica ja que el seu èxit rau, des del punt de vista de l'usuari, a oferir moltes virtuts i pocs defectes. Entre els avantatges més importants podríem destacar els següents: • la facilitat que ofereix per a l'aproximació de les variables de la mecànica en dominis complexos • la facilitat per incorporar les condicions de contorn
real del problema a resoldre
• la ja provada i eficient forma d’implementació
computacional.
Tot això ha estat possible gràcies al gran desenvolupament que han viscut els ordinadors en els darrers vint anys. Si no s'hagués produït aquest avenç, avui no seria possible presentar el mètode d'elements finits com una eina d'avaluació de comportament estructural eficaç per a la indústria. Els orígens del mètode d’elements finits fan de mal
precisar, ja que hi ha tècniques matemàtiques molt semblants establertes ja a
la segona meitat del segle XIX, com ara el mètode de Ritz
(Zienkiewicz, Taylor, 1998). Malgrat això, el MEF utilitzat com a eina de
càlcul en l'enginyeria és més recent, i podríem dir que fou Courant qui, l'any
1943, va utilitzar aquesta tècnica per resoldre el problema de torsió de
Saint-Venant tot establint les bases per a futures aplicacions en enginyeria.
L'any 1953, Argyris, Turner, Clough, Martin i Topp firmen el primer treball amb
el títol de "mètode d'elements finits" que parteix de les bases del
mètode de Ritz. En aquella mateixa època apareixen ja treballs d'altres
investigadors com Zienkiewicz, Melosch, Tocher, etc, coneguts avui com els
pioners de la utilització del MEF en la solució de problemes de la mecànica i
més concretament de problemes estructurals i geotècnics.
Les diferències fonamentals entre el mètode de Ritz i el
MEF són les següents (Zienkiewicz, 1994):
• Ritz: Utilitza una formulació aproximada del camp incògnita en tot el domini i aquesta ha de complir les condicions de conformitat en tot el domini. • MEF: Utilitza una
formulació aproximada del camp incògnita per a una part del domini, denominat
"element finit". Aquesta funció ha de complir les condicions de conformitat
localment dins de l’element finit, i a més ha de complir determinades
condicions de continuïtat entre elements adjacents.
El mètode dels
elements finits (MEF). Subdivisió del domini
L'exigència de la "condició de compatibilitat de desplaçaments" en una formulació mecànica aplicada a la resolució d'estructures porta a un mètode les incògnites del qual són les forces. Com a alternativa es por exigir la "condició d'equilibri entre forces, i d’aquí resulta una formulació el camp incògnita de la qual són els desplaçaments. Aquestes dues formes conjugades de presentar la formulació per a la resolució de les estructures poden ser tractades pel MEF, i fins es pot proposar una forma mixta de formulació. Malgrat aquesta diversitat de possibles formulacions, per la simplicitat en el tractament de les condicions de cantell és més habitual utilitzar el MEF en el context d'una formulació en desplaçaments. Un cop definit el camp incògnita, el MEF estableix un
procediment d'aproximació funcional en dos nivells:
• Aproximació a escala elemental: Definició de l'aproximació funcional en un domini finit contingut dins del domini global (vegeu Figura 1). • Aproximació a escala global o estructural: Imposició de les condicions
de compatibilitat i equilibri entre dominis elementals (vegeu Figura 1).
 Figura 1 Representació esquemàtica d’un domini global i la seva subdivisió en dominis locals. El mètode dels
elements finits (MEF). Definició de l'equilibri elemental i global
L’equació d’equilibri mecànic d’un sòlid sotmès a accions termomecàniques externes es pot obtenir directament a partir de la primera llei de la termodinàmica. La seva solució consisteix a obtenir els desplaçaments uj(x,y,z) d'una estructura sotmesa a accions externes (forces, variació de temperatures, etc.). Per resoldre el problema es proposa aproximar aquestes funcions mitjançant polinomis normalitzats del tipus Njk(x,y,z), que reben el nom de funcions de forma (Zienkiewicz, Taylor, l998;Oñate, 1992).  Aquesta funció de forma Njk(x,y,z), definida en el domini d'un element finit, permet aproximar el camp de desplaçaments Uk (x,y,z) mitjançant la valoració de les magnituds Uk en un nombre finit de punts denominats nodes, que pertanyen al domini Ωe. Des d'un punt de vista mecaniconumèric, la no-linealitat
en l’equació d’equilibri pot estar originada per diferents fenòmens:
• No linealitat constitutiva, que resulta de la pèrdua de linealitat entre el camp de tensions i deformacions, exigeix una definició especial d'una llei de comportament del material, tal com succeeix en la plasticitat, dany, fractura, fatiga, etc. • No linealitat
per grans deformacions, que són degudes a la influència no lineal que té el
canvi de configuració del sòlid en el camp de deformacions. A més, aquests
canvis de configuració són produïts per grans moviments, traslacions i
rotacions, i també produeixen canvis en el sistema de referència local en els
punts del sòlid, que per tant afecten al tensor de compatibilitat de
deformacions.
• No linealitat per grans desplaçaments, que a diferencia
de les grans deformacions només afecta al tensor de compatibilitat de
deformacions, perquè només es produeixen canvis en el sistema de referència
local dels punts del sòlid com a conseqüència de grans moviments.
L’equació d’equilibri a nivell d’un element finit Ωe participa en domini global Ω mitjançant l’operació d’"acoblament" A, que representa una "suma ordenada" entre els components de la força, tenint en compte la posició i la direcció de les forces elementals. En el cas que hi hagi linealitat en el comportament del
sòlid, es compleix la següent relació d'equilibri global, que resulta de
l'acoblament de les equacions d'equilibri local
 siguent
 els conjunts
ordenats, en forma de matrius columna, de les forces interna, màsica i externa
que es desenvolupen en cada punt del sistema discreet que apropa el continu.Qualsevol forma de no linealitat en el sòlid es manifesta
com un desequilibri entre les forces interiors i les exteriors,AfklΩ que en un cert
instant de temps "t" es pot eliminar mitjançant la linealització d’aquesta
força desequilibrant en la proximitat de l’estat d'’equilibri actual.
L’equació d’equilibri dinàmic en el sòlid complet
s'acostuma a presentar en la següent forma matricial (S.Oller, 2001),
 Aquesta equació representa l’equilibri de forces que participen en l’estructura, linealitzada en el camp dels desplaçaments. En aquesta equació [ MlΩ ] representa la matriu de rigidesa tangent, [J1]Ω és la matriu de massa, [D1]Ω és la matriu d'esmorteïment tangent, totes elles definides en tot el domini Ω i Ct el tensor tangent corresponent a la llei constitutiva utilitzada en cada punt del sòlid. La força desequilibrada en el sòlid i+l[Afk]tΩ s'elimina seguint una resolució de Newton-Raphson fins que aquest residu resulti menyspreable, una situació que es coneix com convergència del procés linealitzat fins a la solució exacta. Per a estudis més aprofundits, es recomana consultar el llibre de Zienkiewicz i Taylor (l998). No linealitat
dels materials. Inclusió de les lleis de comportament dels materials en el MEF,
per a l'estudi de la durabilitat
La llei de comportament del sòlid en un punt (Punt d'integració numèrica) s'introdueix en l'equació d'equilibri (3) mitjançant una formulació denominada llei constitutiva. Aquesta formulació defineix la tensió Oij, el tensor constitutiu Cijkl la viscositat iijkl i la influència de la no linealitat cinemàtica. Això permet realitzar un estudi mecaniconumèric, que porta a una anàlisi racional de predicció del comportament de l'estructura en el temps i, per tant, permet estudiar la durabilitat de les estructures. La influència de les càrregues i del temps produeix en
alguns sòlids estructurals comportaments irrecuperables. Bàsicament es poden
establir tres tipus de comportaments no lineals dependents del temps (Malvern,
1969):
• Elasticitat retardada o "creep", en la qual hi ha creixement de deformació a tensió aplicada constant (vegeu Figura 2). - De tensions, en la qual es produeix pèrdua de tensió mentre el nivell de deformacions es manté constant. Aquest comportament, si bé no és invertible, representa la forma implícita inversa de l'elasticitat retardada (vegeu Figura 2). • Viscoplasticitat que té un comportament no lineal i es deu a un creixement del camp de deformacions inelàstiques, per això el camp de tensions sempre supera uns llindars preestablerts (vegeu Figura 4). També hi ha materials el comportament no lineal dels
quals és independent del temps (Malvern, 1969; Lubliner, 1990; Oller, 2001) i
aquesta situació pot ser conseqüència de diferents fenòmens, com ara:
• Plasticitat o comportament amb flux instantani. Aquest comportament es pot establir matemàticament com un cas particular del comportament visco-plàstic, si bé la física del problema és qualitativament diferent (vegeu Figura 3). • Dany o degradació de rigidesa, que
produeix en els materials una pèrdua de resistència com a conseqüència d'una
degradació en l'elasticitat del material.
Aquests comportaments es poden presentar de manera aïllada o tots alhora en diferent grau. El tractament adequat d'aquests fenòmens permet sensibilitzar el comportament dels materials a fenòmens acoblats com: • La fatiga, extensió conceptual de la plasticitat i el dany, influïda pels cicles de càrrega (Suero, Oller, 1998; Oller. Suero, 1999; Salomon, Oller, Car, Oñate, 1999; DARCAST, 2000; Gonzàlez Torre, 2001). • Influència fisicoquímica, com és el cas de la degradació de les propietats del material en presència d'humitat. N'és un exemple el fenomen d’aluminosi i carbonatació dels ciments en presència d'humitat, que es por tenir en compte en la definició constitutiva com una extensió conceptual de la plasticitat i dany en les formulacions del qual es pot incloure la definició d’un potencial químic (Bosch, 199H; Car, Oller, Oñate. 1998). Sobre la modelització constitutiva i la seva influència
en el comportament estructural cal aprofundir en fonts concretes,
especialitzades en cada àrea. Això no obstant, en les figures 3, 4 i 5 es
mostra la definició de les formulacions bàsiques que es poden utilitzar per
estudiar la durabilitat del material (fatiga, fractura, acoblament
fisicoquímic).
 Figura2 . Formes simplificades d'entendre els modes constitutius viscosos de Kelvin i Maxwell  Figura 3. Formes simplificades d'entendre el comportament elastoplastic i dany  Figura 4. Formes simplificades d'entendre el comportament viscoplàstic Exemples de simulació numèrica de durabilitat estructural Prova a fatiga d'un motlle per a solidificació de peces d'alumini Es presenta un motlle d'acer
per a injecció d'alumini, que serà representat per un quart de la part
simètrica. Aquest motlle treballa sota un cicle imposat de temperatures i altes
pressions, és a dir, que té un comportament termomecànic acoblat. S'ha estudiat
la vida útil d'aquest motlle per a l'estat de càrregues imposat, i per això
s'ha resolt un problema de fatiga a través d'un model constitutiu de dany
influenciat pel nombre de cicle (Oller, 2001). La geometria, aproximació de la
malla finita i propietats dels materials es resumeixen a continuació (Salomon,
Oller, Car, Oñate, 1999).
Propietats del
material, geometria i malla d'elements finits
Elements: 280, Nodes: 909, Quadrilàters 8 nodes, amb 4 punts de Gauss Característiques del material
Acer sotmès a un comportament de microfisures mitjançant
un model de dany isòtrop,
  Característiques del material
Alumini sotmès a comportament elàstic isòtrop  Característiques de la càrrega
Imposició de temperatura a l’alumini, seguint la història
que es mostra a continuació:
 Imposició de pressió sobre les cares del motlle amb contacte amb la fundició:
     Malla utilitzada per a l’anàlisi numèric (1/4 del problema sencer) i detall de la cantonada interior. Els nodes i elements presentats són aquells per els quals es presenten les corbes i els gràfics de resposta. Evolució de
la temperatura que actua ert la cara en contacte amb l'alumini injectat
Es consideren dos intervals de càrrega: el primer de 24
cicles de 4.5 segons amb increments de 5 segons (la càrrega de temperatura
comença ais 200ºC i assoleix una cresta de 690ºC quan l’alumini s'injecta,
després es redueix a 230ºC quan la peça d'alumini s'extreu i finalment el cicle
conclou quan el motlle es refreda 200ºC). Durant el segon estat de càrregues,
la temperatura es manté en els màxims assolits al final del primer interval i
els increments es consideren en números de cicles, en lloc de temps.
 Evolució de la temperatura en diferents punts del motlle.
S’observa la ciclicitat del comportament en punts propers a l’alumini injectat.
 Distribució de temperatures en el primer cas
 Distribució de temperatura al final del primer increment
de càrregues (i al final del procés).
Evolució del desplaçament en la cantonada interna del
motlle. El punt A mostra el clar canvi que pateix el comportament mecànic del
motlle, des d’un punt de vista conceptual, aquest increment excessiu de
desplaçament, acompanyat d'una pèrdua de resistència (vegeu fig. de tensions),
es pot considerar com el límit de vida útil en fatiga per al motlle, perquè
s'inicia la fractura.
  Història de l’índex de dany en el primer punt de Gauss de
l’element proper a la cantonada interna
 Index de dany en acabar el procés.
Prova a fatiga
d'una peça d'alternador construïda en alumini
En aquest apartat es presenta una anàlisi numèrica i
experimental sobre el problema de fatiga en una peça d'alumini per a suport
d'alternador com la que es mostra a la figura següent. L'estudi experimental ha
estat desenvolupat pel Politècnic de Torí sotmetent la peça a una càrrega
cíclica en el seu extrem, en la manera que es mostra a la figura. L’assaig en
aquest apartat numèric ha estat desenvolupat per CIMNE (DARCAST. 2001).
 Fotografia de la peça d’un alternador construïda en
alumini i manera en què s’aplica la càrrega per realitzar l’assaig de fatiga
Al voltant de cinquanta peces s'han sotmès a l'assaig de fatiga a fi d'obtenir conclusions experimentals fiables. Un cop acabat l'assaig experimental s'han realitzat anàlisis radiogràfiques per conèixer l’estat de la porositat a l'interior de la peça i les superfícies fracturades han estat analitzades mitjançant estudis metal·logràfics. Això ha permès ajustar els paràmetres del material i fer un estudi numèric de verificació a través d'elements finits. En aquesta plana es mostra la forma en què s'aplica la càrrega cíclica en la peça analitzada per elements finits. En la figura que a continuació es mostra es pot veure la coincidència entre els resultats experimentals i els numèrics.   Càrrega cíclica aplicada al suport d’alternador
 Mapa de deformacions plàstiques que mostra les zones on
s’inicia el deteriorament per fatiga
 Anàlisi numèrica
de predicció de vida en minicomponents hidràulics
En aquest apartat es mostra una simulació numèrica per elements finits (MEF) encaminada a fer una predicció de vida útil de "minibombes hidràuliques" sotmeses a cicles d'altes pressions. Els resultats numèrics que s'hi mostren han estat desenvolupats dins del projecte europeu MINIHAIP (2001) sobre bombes fabricades i assajades en laboratori per l'empresa Roquet SA. Aquestes bombes s'han construït amb dos materials diferents, en alumini tipus Eural 7003 i en fundició de ferro globular GGG-40.  La predicció de vida d'aquestes "minibombes hidràuliques" ha estat estudiada numèricament per CIMNE. S'ha treballat amb una geometria en 3-Dimensions sobre plànols reals i s'ha imposat una pressió interior cíclica representativa de la real (vegeu Figura que es presenta a continuació). Les propietats del material s'han considerat segons dades ofertes pel fabricant. CIMNE ha obtingut, mitjançant la simulació numèrica, una
excel·lent aproximació a l'assaig experimental, tant en la localització del
punt de màxima fatiga (vegeu Figura) com en el nombre de cicles a què
s'assoleix aquest estat. L'assaig experimental mostra que la fractura per
fatiga s'assoleix als 75.811 cicles i l'assaig numèric confirma aquesta dada
amb 80.000 cicles.
  Geometria de ma mini bomba i cicles de càrrega al qual es
sotmés el cos de la bomba
A les corbes de "tensió-nombre de cicles" i
"dany-nombre de cicles", que es presenten a continuació, es pot veure
com cau la resistència, mentre el dany creix, quan s'assoleix el llindar de
dany per fatiga als 80.000 cicles de pressió a l'interior de la bomba.
  Conclusions
La mecànica de mitjans continus, assistida per les tècniques numèriques, especialment el mètode dels elements finits, constitueixen una eina molt potent per a l'estudi i la predicció de vida de peces que compleixen la funció estructural. En aquest article només hem ofert una introducció que mostra les bases d'aquesta tècnica i hem ofert diversos exemples que indiquen les grans possibilitats del mètode. Per acabar, indiquem unes referències bibliogràfiques que ajuden a completar la lectura i a adquirir una idea més clara de les possibilitats que aquesta via de treball ofereix.  |
Sobre l'autor
SERGIO OLLER
Departament de Resistència de Materials i
Estructures en l'Enginyeria Universitat Politècnica de Catalunya.
Centre Internacional de Mètodes Numèrics en
Enginyeria (CIMNE).
Campus Nord, UPC.
EUGENIO OÑATE
Departament de Resistència de Materials i
Estructures en l'Enginyeria Universitat Politècnica de Catalunya.
Centre Internacional de Mètodes Numèrics en
Enginyeria (CIMNE).
Campus Nord, UPC.
Relacionat 20 DESCRIPTIVA DE MATERIALS. MATERIALS EN EL PROCÉS DE DISSENY, 2002 | articulo F.J. GIL, M.P. GINEBRA, J.A. PLANELL Biomaterials És ben sabut que la Ciència i Tecnologia dels Biomaterials és una disciplina de creació molt recent. Fins al punt que encara no existeix una normativa sòlida relativa a l'avaluació de la biocompatibilitat dels biomaterials. El treball que presentem pretén introduir el concepte de biomaterial i descriure'n els tipus i les aplicacions mèdiques i quirúrgiques. Els biomaterials conformen una àrea interdisciplinària en què han d'intervenir tant enginyers mecànics i de materials com dissenya dors, biòlegs cel·lulars, metges i cirurgians. La característica que tia de complir qualsevol biomaterial és ser biocompatible. En conseqüència, analitzarem el concepte de biocompatibilitat i les tècniques habituals per avaluar-la. A continuació descriurem els tipus de materials que s'utilitzen com a biomaterials en tecnologia mèdica o bioenginyeria. Finalment, farem una descripció dels aparells o sistemes en els quals trobem aplicació de biomaterials. Aquests aparells cobreixen un espectre tan ampli que inclou tant sutures com pròtesis vasculars o ortopèdiques o fins òrgans artificials. [...]20 DESCRIPTIVA DE MATERIALS. MATERIALS EN EL PROCÉS DE DISSENY, 2002 | articulo JOSEP BUISAN FERRER Desenvolupament virtual de producte Avaluar la funcionalitat, la seguretat, la qualitat, etc. d'un producte, pot ser llarg i costós. Els prototipus i els assaigs reals són eines determinants, però el seu ús exhaustiu en la fase de creació del producte pot encarir aquest procés i retardar la seva sortida al mercat, l'alternativa és combinar eines de disseny 3D i de simulació avançada. |