Procedimiento de validación experimental de análisis estructurales de objetos definidos en imágenes 3D realizados con Cartesian grid Finite Element Method Presentado por: Adrián Ortiz Núñez Dirigido por: Juan José Rodenas García Grado en Ingeniería Mecánica
ÍNDICE DE CONTENIDOS Introducción Impresión 3D Ensayos experimentales Ensayos numéricos Conclusiones
INTRODUCCIÓN ¿Qué es el cgFEM? Método de los elementos finitos Conceptos previos Método de los elementos finitos Análisis específicos de pacientes ¿Qué es el cgFEM?
INTRODUCCIÓN Tejidos óseos Espumas metálicas Impresión 3D Objetivos del trabajo Validación experimental del software Tejidos óseos Espumas metálicas Impresión 3D
IMPRESIÓN 3D Réplicas de diseños 3D Diseño hecho por ordenador Diseño descargado de internet Diseño realizado a partir de escáner 3D Réplicas de diseños 3D
IMPRESIÓN 3D Representación del volumen a imprimir
IMPRESIÓN 3D Segmentación de la imagen 3D. Aire Aluminio
IMPRESIÓN 3D Creación del modelo 3D
IMPRESIÓN 3D Impresión del modelo 3D Parámetros de impresión: Altura de capa de 0.1 mm Relleno 100% (Sólido) Tiempo de impresión: - 18 horas y 3 minutos Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Probeta 4 Probeta 5 Masa [gr] 27.30 27.26 27.33 27.44 27.78
ENSAYOS EXPERIMENTALES Probeta de 27.30 gramos 1 mm de desplazamiento Probeta de 27.26 gramos 0.7 mm de desplazamiento
ENSAYOS EXPERIMENTALES Probeta de 27.30 gramos 1 mm de desplazamiento Probeta de 27.26 gramos 0.7 mm de desplazamiento
ENSAYOS NUMÉRICOS Definición de las propiedades del material
Heterogeneidad del material ENSAYOS NUMÉRICOS Discretización del dominio Heterogeneidad del material Refinamiento h-adaptativo
ENSAYOS NUMÉRICOS Restricciones del modelo Se restringe en Z: caras superior e inferior Se restringe en X e Y: esquina superior izquierda esquina inferior derecha
ENSAYOS NUMÉRICOS Mapa de tensiones normales en Z
COMPARACIÓN DE RESULTADOS ENSAYOS EXPERIMENTALES ENSAYOS NUMÉRICOS MÓDULO DE YOUNG [Mpa] 438 634.6 Ley del módulo de Young mal definida Baja resolución de las imágenes Elementos finitos rigidizan la solución Posibles fluencias locales
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