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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Simulação computacional do impacto de uma bola de futebol em uma cabeça humana para avaliação dos padrões de estresse e deformações por meio do método dos elementos finitos : Computational simulation of soccer ball impact on human head to evaluation of the deformation and stress patterns using finite element method
Title Alternative: Computational simulation of soccer ball impact on human head to evaluation of the deformation and stress patterns using finite element method
Author: Daruge Neto, Eduardo, 1985-
Advisor: Rossi, Ana Cláudia, 1988-
Abstract: Resumo: O futebol é o esporte mais popular mundialmente. A literatura nos indica que durante um jogo de futebol, há uma grande incidência de lesões na região da cabeça, devido ao ato, comumente empregado por jogadores de cabecear a bola. Ao cabecear a bola, poderá haver concussões no encéfalo. Atletas com sucessivas concussões podem passar a sofrer de síndrome pós-concussão. Devido ao já explicitado, se faz importante analisar a força que a bola chega na cabeça no jogador e as forças resultantes deste impacto, e para tal, se faz necessário a criação de um modelo computacional tridimensional por meio da análise de elementos finitos, a fim de conseguir dados consistentes sobre os estresses e deformações mecânicas nos tecidos ósseo e encefálico. Objetivou-se simular, em ambiente computacional, impactos de bola de futebol na cabeça humana por meio do método dos elementos finitos. Foram obtidos modelos tridimensionais de elementos finitos de crânio humano seco e bola de futebol. As geometrias do crânio e da bola de futebol foram importadas para o software Ansys Academic Research v17.2 (Ansys Inc., Cannonsburg, EUA) para realizar a simulação computacional do impacto da bola de futebol no crânio pelo método dos elementos finitos. O estresse equivalente de von-Mises foi avaliado. O efeito do impacto causou uma alta concentração de estresse na superfície do osso frontal no primeiro contato da bola. Observou-se estresse médio a alto em torno da região de impacto no osso frontal, com alta concentração no arco superciliar, osso temporal e parte da base do crânio. O impacto causou alta concentração de estresse na região de impacto (osso frontal) e esse alto estresse se dissipou em outras áreas do crânio, principalmente no osso occipital

Abstract: Soccer game is the most popular sport worldwide. The literature indicates that during a soccer game, there is a high incidence of injuries in the head region, due to the act, commonly used by players to head the ball. When heading the ball, there may be concussions in the brain. Athletes with successive concussions may suffer from post-concussion syndrome. Due to what has already been explained, it is important to analyze the force that the ball reaches the player's head and the forces resulting from this impact, and for that, it is necessary to create a three-dimensional computational model through finite element method, in order to obtain consistent data on mechanical stresses and deformations in bone and brain tissues. The aim was to simulate, in a computational environment, impacts of a soccer ball on the human head using the finite element method. Three-dimensional finite element model of a dry skull and soccer ball were obtained. The geometries of skull and soccer ball were imported into the software Ansys Academic Research v17.2 (Ansys Inc., Cannonsburg, USA) to perform the computer simulation of soccer ball impact in the skull by finite element method. The equivalent von-Mises stress was evaluated. The effect of the impact caused a high stress concentration on the frontal bone surface at the first contact of the ball. Medium to high stress was observed around the impact region in the frontal bone, with high concentration in the superciliary arch, temporal bone and part of the skull base. The impact caused high stress concentration in the region of impact (frontal bone) and this high stress dissipated to other areas of the skull, mainly occipital bone
Subject: Método dos elementos finitos
Morfologia
Cabeça
Futebol
Ferimentos e lesões
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: DARUGE NETO, Eduardo. Simulação computacional do impacto de uma bola de futebol em uma cabeça humana para avaliação dos padrões de estresse e deformações por meio do método dos elementos finitos: Computational simulation of soccer ball impact on human head to evaluation of the deformation and stress patterns using finite element method. 2020. 1 recurso online (30 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Piracicaba, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FOP - Tese e Dissertação

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