OTTIMIZZAZIONE PROGETTUALE DI UNO STELO PROTESICO TRAMITE METODO FEM

Il presente lavoro di tesi si pone come obiettivo l’ottimizzazione progettuale di uno stelo protesico tramite analisi FEM, eseguita sul software di modellazione CAD 3D Autodesk Inventor. Si forniranno delle generalità sullo scheletro umano, il tessuto osseo e il femore; verranno fornite le informazioni relative al comportamento meccanico dell’osso considerato un materiale composito. In seguito vi sarà un approfondimento sulle protesi d’anca, sui motivi che portano alla protesizzazione e sulla teoria di Charnley per la ripartizione delle forze sull’impianto protesico. Verranno esposti i concetti teorici legati alla fatica e all’analisi FEM, si tratterà nel dettaglio della prova meccanica su una protesi d’anca e della norma ISO 7206. Sara eseguita la progettazione della protesi sul software Autodesk Inventor, la scelta dei materiali utilizzati, la creazione del modello e i risultati di una prima analisi FEM condotta su uno stelo non ottimizzato. Infine, il lavoro di tesi si concluderà con l’ottimizzazione topologica dello stelo, si forniranno cenni riguardanti i fondamenti dell’ottimizzazione, si modificherà la geometria dello stelo e si effettuerà nuovamente l’analisi delle sollecitazioni per verificare che la protesi sia stata migliorata, sia in termini di costi di produzione, sia in termini di risposta meccanica.