Elena Ingrassia
Design and test of bioinspired specimens by using tensile testing machine and Digital Image Correlation.
Rel. Cecilia Surace, Oliver Grimaldo Ruiz, Federico Vecchio, Vito Burgio. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica, 2021
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- Tesi
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Abstract: |
Lo scopo di questo lavoro è individuare, tra vari materiali, il più adatto a simulare il comportamento meccanico di un tendine/legamento anatomico con l’obiettivo finale di inserirlo in un modello 3D multimateriale per applicazioni di training chirurgico. A tal fine sono stati progettati alcuni provini a osso di cane con pattern bio-inspirati ottenuti utilizzando la stampante 3D J750TM Digital AnatomyTM (DAP) della Stratasys, combinando lo stesso materiale polimerico, l’Agilus30, con diversi valori di durometro. È stato adottato un approccio biomimetico prendendo in considerazione alcune strutture gerarchiche esistenti in natura, come tendini e bambù, che conferiscono migliori proprietà meccaniche a livello macroscopico. Per caratterizzare meglio il comportamento meccanico di tali provini sono state impiegate due tecniche diverse: test di trazione uniassiale e Digital Image Correlation (DIC). La seconda, in particolare, aveva anche l’obiettivo di verificare l’affidabilità dello standard utilizzato per il calcolo dei parametri meccanici. I dati ottenuti hanno mostrato una mancata congruenza tra la deformazione ricavata dai test meccanici seguendo lo standard ASTM D638 e la deformazione ottenuta per via ottica utilizzando la DIC, portando alla conclusione che la seconda sia una metodica più accurata della prima, in quanto si studia l’intero campo di deformazione e non solo quello della sezione costante del provino. Un confronto tra le prestazioni meccaniche dei vari campioni ha permesso di valutare le combinazioni di durometro e pattern più prestazionali. Sulla base di tali considerazioni e mantenendo lo stesso rapporto fibre/matrice sono stati progettati altri due pattern, ispirati a materiali altamente performanti, la iuta e il nylon. Questi provini sono stati poi sottoposti ad un’analisi FEM al fine di valutare come, modificando unicamente il pattern, potesse variare il comportamento meccanico dei provini. |
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Relators: | Cecilia Surace, Oliver Grimaldo Ruiz, Federico Vecchio, Vito Burgio |
Academic year: | 2021/22 |
Publication type: | Electronic |
Number of Pages: | 152 |
Subjects: | |
Corso di laurea: | Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica |
Classe di laurea: | New organization > Master science > LM-21 - BIOMEDICAL ENGINEERING |
Aziende collaboratrici: | Politecnico di Torino |
URI: | http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/20191 |
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