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Disciplina

Biomecânica dos Tecidos

Área

Área Científica de Mecânica Estrutural e Estruturas > Mecânica Aplicada

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Nível

A aprovação depende de uma média ponderada das classificações em três componentes: dois trabalhos computacionais (um sobre tecidos duros e um sobre tecidos moles) e um exame final escrito, com classificações mínimas em cada uma das componentes. Discussões orais dos trabalhos ou exames orais podem ser exigidos para as classificações finais superiores a 16.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

Aula Teórica (T): 3.0 h/semana

Aula de Problemas (PB): 1.5 h/semana

Trabalho Autónomo: 105.0 h/semestre

Créditos ECTS:

Objectivos

Descrever aspectos essenciais da estrutura e do comportamento mecânico e físico de tecidos moles e duros do corpo humano. Introduzir aspectos básicos do seu ensaio experimental. Apresentar modelos mecânicos, físicos e matemáticos que permitem descrever, simular e prever esses comportamentos. Facultar a compreensão dos princípios e métodos em que se baseia a modelação computacional dos tecidos. Desenvolver a capacidade de aplicação de ferramentas computacionais como auxiliares do diagnóstico, da terapêutica, da cirurgia, ou do desenvolvimento de próteses e implantes.

Programa

1. Biomecânica do Osso 1.1 Composição do osso: osso cortical e osso trabecular. 1.2 Propriedades mecânicas do osso: elasticidade e viscoelasticidade. 1.3 Análise da remodelação óssea. 1.4 Adaptação funcional do osso. Modelos mecânicos e matemáticos. 1.5 Fractura do osso 2. Comportamento Não-linear de Tecidos Moles 2.1 Propriedades gerais dos tecidos moles. 2.2 Medidas de deformação e tensão e equações de equilíbrio em sólidos com grandes deformações. 2.3 O princípio dos trabalhos virtuais e o método dos elementos finitos no contexto das grandes deformações. 2.4 Relações constitutivas hiperelásticas. 2.5 Relações constitutivas visco-hiperelásticas. 2.6 Relações constitutivas para meios porosos. 3. Biomecânica de Tecidos Moles Passivos Composição, estrutura, propriedades mecânicas e relações constitutivas de: 3.1 Tendões. 3.2 Ligamentos. 3.3 Cartilagem articular. 3.4 Vasos sanguíneos. 3.5 Pele. 3.6 Tecido cerebral. 4. Biomecânica dos Músculos 4.1 Classificação: músculos esqueléticos, cardíacos e lisos. 4.2 Morfologia. 4.3 Contracção muscular. 4.4 Teoria das pontes cruzadas ou do elemento deslizante ("cross-bridges") na acção muscular. 4.5 Modelos constitutivos. 5. Laboratórios 5.1 Laboratório experimental: Medição de força e de pressão. Medição de deformação: rosetas de extensómetros. Considerações sobre o ensaio de materiais sintéticos e biológicos. Ensaios experimentais. 5.2 Laboratório computacional: Geração de malhas. Resolução de problemas não lineares. Resolução de problemas de biomecânica de tecidos recorrendo a programas de elementos finitos (ABAQUS, ANSYS).