Estudio de diseño óptimo de una férula de miembro inferior con patrones de distintas geometrías

Resumen

En el presente documento se realizó un estudio comparativo entre varios diseños de una férula de miembro inferior que cuentan con una geometría diferente, lo cual permitió determinar el diseño óptimo en cuanto a la masa, deformación, esfuerzo y factor de seguridad. Para el desarrollo del diseño se utilizó el software CAD SolidWorks para dibujar y adaptar las condiciones requeridas, tomando un patrón de referencia en donde se ubicaban las diferentes geometrías elegidas para su estudio (circulo, triangulo, hexágono, rombo y elipse). A partir de estas consideraciones, se procedió a realizar el análisis estructural en el software ANSYS como un sólido 3D mediante el uso de los métodos de elementos finitos y a través del mejoramiento de la malla para obtener resultados que nos permitan realizar una comparación entre ellos y que estén amparados por la curva de convergencia. Finalmente, se obtuvo como resultado variaciones entre los elementos en cuestión y se determinó que la geometría elipsoidal tiene las mejores características de masa, esfuerzo y factor de seguridad, sin embargo, tiene una ligera elevación en la deformación de aproximadamente 1 mm de diferencia. Mientras que la geometría triangular mostró tener ventajas y desventajas, colocándose como una segunda opción y la geometría hexagonal obtuvo desfavorables resultados en cuanto a esfuerzo y factor de seguridad.