Dissertação
Finite element modelling of iron corrosion behavior EVALUATED
Atualmente, a ocorrência de danos ósseos está a aumentar devido ao envelhecimento da população e a doenças como a osteoporose. Para reparar estas lesões, deve ser introduzido um implante, permanentemente ou temporariamente. Ao utilizar metais bio-inertes nos implantes, poderá ser necessário expor o paciente a uma segunda cirurgia. Por essa razão, estão a ser pesquisados materiais biodegradáveis que se degradem no corpo humano para serem utilizados nestas ocasiões. Entre os metais biodegradáveis, o ferro puro é um bom candidato, embora a maior rigidez quando comparado com o osso e a lenta degradação sejam indesejáveis. A utilização de porosidade e otimização topológica em peças de ferro pode aumentar o seu desempenho como implantes ósseos. Consequentemente, a caracterização mecânica e os testes de corrosão devem ser feitos para verificar essa melhoria. Neste trabalho, o software COMSOL, de Análise de Elementos Finitos (FEA), foi utilizado para simular o comportamento corrosivo do ferro. Os modelos foram calibrados e validados com resultados experimentais previamente obtidos por Salama et al. (2021). Foram desenvolvidos quatro modelos calibrados diferentes, posteriormente utilizados em amostras de ferro poroso, tendo-se verificado que a perda de massa nos resultados numéricos foi ligeiramente superior à dos resultados experimentais, sendo os desvios maiores quando o período de corrosão era mais longo. Concluiu-se que seria necessário desenvolver modelos mais complexos, para prever com precisão as taxas de corrosão nas amostras. No entanto, os dados de simulação obtidos neste trabalho podem ser ainda aplicados, por exemplo, na análise de peças porosas com geometrias complexas.
setembro 28, 2021, 11:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Maria Beatriz Cipriano de Jesus Silva
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Associado