Bone

Perché è interessante

L’obiettivo della tesi è studiare e implementare un modello costitutivo per l’osso corticale in grado di descriverne il comportamento meccanico attraverso elasticità ortotropa, viscoplasticità e danneggiamento in piccole deformazioni. La sviluppo di un modello di questo tipo nasce dall’esigenza di superare le semplificazioni dei modelli tradizionali e di fornire una rappresentazione più completa della risposta meccanica del tessuto osseo. Il modello costituirà uno strumento numerico per simulare in modo più realistico il comportamento dell’osso e per supportare applicazioni FEM in condizioni di carico fisiologiche e patologiche.

Cosa farai

• Implementazione del modello costitutivo: il modello verrà implementato in MATLAB e in FORTRAN verificandone la corretta risposta attraverso casi di prova rappresentativi (valutarne il comportamento in condizioni di carico controllate).
• Implementazione FEM: integrazione del modello numerico in una subroutine UMAT per l'uso in Abaqus.
• Analisi di sensibilità: valutazione dell'influenza dei principali parametri costitutivi sulla risposta meccanica del modello, considerando in particolare i parametri associati a viscosità, snervamento e danneggiamento.
• Verifica in ambiente FEM: valutazione del comportamento del modello all'interno di un software per la simulazione agli elementi finiti (Abaqus), verificandone la stabilità numerica e la capacità di riprodurre la risposta meccanica del tessuto osseo in diverse condizioni di carico.

Prerequisiti

• Conoscenza di base delle simulazioni FEM — servono le fondamenta, il modello lo si costruisce durante la tesi.
• Nozioni di base di programmazione.

Strumenti

• MATLAB, per la formulazione, l'implementazione preliminare e i primi test del modello costitutivo.
• FORTRAN, per l'implementazione finale del modello nella subroutine UMAT.
• Abaqus, per l'integrazione della UMAT, l'esecuzione delle simulazioni FEM e l'analisi dei risultati.

Relatore

Prof. Gianluca Mazzucco · gianluca.mazzucco@unipd.it