Estudio numérico de lubricación viscoelastohidrodinámica en prótesis de rodilla con fluído no newtoniano

En este trabajo se diseñó un modelo computacional de lubricación de película delgada aplicada a una prótesis de rodilla con el fin de realizar una comparación entre tres modelos constitutivos, es decir, la ley de potencias, el modelo de Carreau-Yasuda y el modelo de Cross. El modelo equivalente de l...

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Autores principales: Robledo Blasco, Leandro Ezequiel, Weiss, Brenda Anahí, Berli, Marcelo Eduardo, Di Paolo, José
Formato: Artículo publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Asociación Física Argentina 2022
Materias:
SOLIDO ESTANDAR LINEAL
MODELO UNIDIMENSIONAL
MODELADO COMPUTACIONAL
LINEAR STANDARD SOLID
ONE-DIMENSIONAL MODEL
COMPUTATIONAL MODELLING
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v33_nespecial_p057
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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spelling afa:afa_v33_nespecial_p0572023-11-07T11:04:41Z Estudio numérico de lubricación viscoelastohidrodinámica en prótesis de rodilla con fluído no newtoniano Numerical analysis of viscoelastohydrodynamic lubrication in knee prosthesis with non-newtonian fluid An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2022;especial(33):57-61 Robledo Blasco, Leandro Ezequiel Weiss, Brenda Anahí Berli, Marcelo Eduardo Di Paolo, José SOLIDO ESTANDAR LINEAL MODELO UNIDIMENSIONAL MODELADO COMPUTACIONAL LINEAR STANDARD SOLID ONE-DIMENSIONAL MODEL COMPUTATIONAL MODELLING En este trabajo se diseñó un modelo computacional de lubricación de película delgada aplicada a una prótesis de rodilla con el fin de realizar una comparación entre tres modelos constitutivos, es decir, la ley de potencias, el modelo de Carreau-Yasuda y el modelo de Cross. El modelo equivalente de la prótesis de rodilla consiste en un cilindro rígido sobre un plano deformable. El componente deformable que representa la base tibial se asumió como un sólido estándar lineal (SEL) viscoelástico. Las ecuaciones gobernantes se resolvieron simultáneamente con la determinación de una frontera libre móvil utilizando el software COMSOL Multiphysics. Los resultados obtenidos mostraron que el modelo Cross presenta el mayor valor de tasa de corte, el menor espesor de película y la viscosidad dinámica con menor variación a lo largo del canal de lubricación, alcanzando un valor mínimo de viscosidad de 0,02 Pa.s. El modelo Carreau-Yasuda presenta el valor más alto de coeficiente de fricción, siendo un 21,5 % superior al modelo de Ley de Potencias y un 3,67 % superior al modelo de Cross In this work, a computational model of thin film lubrication applied to a knee prostheses was designed in order to makea comparison between three constitutive models, i.e. a power law, the Carreau-Yasuda model and the Cross model. The equivalent model of the knee prosthesis was modeled as a rigid cylinder on a deformable plane. The mechanical behavior of the deformable component representing the tibial base was assumed as a viscoelastic Standard Linear Solid (SLS). The governing equations were solved simultaneously with the determination of a free moving boundary by implementing it in COMSOL Multiphysics software. The results obtained showed that the Cross model presents the highest shear rate value, the lowest film thickness and the dynamic viscosity with less variation along the lubrication channel, reaching a minimum viscosity value of 0.02 Pa.s. The Carreau-Yasuda model presents the highest value of friction coefficient, being 21.5 % higher than for the Power Law model and 3.67 % higher than the Cross model Fil: Robledo Blasco, Leandro Ezequiel. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería (UNER-FI). Entre Ríos. Argentina Fil: Weiss, Brenda Anahí. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería (UNER-FI). Entre Ríos. Argentina Fil: Berli, Marcelo Eduardo. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería (UNER-FI). Entre Ríos. Argentina Fil: Di Paolo, José. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería (UNER-FI). Entre Ríos. Argentina Asociación Física Argentina 2022 info:ar-repo/semantics/artículo info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v33_nespecial_p057
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