Simulación del estado de esfuerzos a diferentes cargas, sobre el comportamiento de dos materiales usados en prótesis de cadera

Abstract

El objetivo del presente artículo de investigación, fue simular el estado de esfuerzos al que se encuentra sometida una prótesis de cadera, bajo tres condiciones de carga con dos materiales CoNiCrMo y Ti6Al4V respectivamente. Para esto fue necesario levantar el modelo CAD a partir de la pieza original, empleando el software SolidWorks SP0. Posteriormente se introdujo en este modelo las condiciones de frontera, con el fin de fijar el material, las superficies soportadas y los valores de fuerza bajo las cuales se analizó la prótesis. Los resultados mostraron que los esfuerzos máximos se presentaron al final del vástago, en la superficie justo después del empotramiento, con valores a tracción del orden de 1, 4.5 y 8.6 MPa para las cargas analizadas de 100, 280 y 500N respectivamente; y en la cabeza de la prótesis, los esfuerzos máximos se presentaron en la zona de menor diámetro, para las mismas condiciones de carga. Estos valores indican que las condiciones de cargas analizadas no representan un riesgo de falla para la prótesis.

The aim of this article was simulate static strain state that is subject to a hip prosthesis under three conditions of load with two materials CoNiCrMo and Ti6Al4V. This required raising the CAD model from the original piece, using SolidWorks SP0 software. Later this model was introduced in the boundary conditions, in order to secure the material, supported surfaces and the force values under which the prosthesis was analyzed. The results showed that the main maximum stresses occur at the end of the rod, on the surface just after the embedding, with tensile values on the order of 1, 4.5 and 8.6 MPa for loads analyzed 100, 280 and 500N, respectively; however in the head of the prosthesis, the maximum stresses are introduced into the zone of smaller diameter for the same load conditions. These values indicate that the load conditions analyzed do not represent a risk of failure for the prosthesis.