MODELO COMPUTACIONAL DE ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DA LIGA TI-6AL-4V EM COMPARAÇÃO A LIGA Ti-20Nb

Abstract

O presente trabalho apresenta um modelo computacional com análise pelo método dos elementos finitos aplicado a uma liga Titânio-Nióbio Ti-20Nb comparativamente a liga de titânio TI-6AL-4V. Os dois modelos de compressão mecânica foram criados e simulados no Software Ansys. Os objetivos do trabalho foram analisar comparativamente, através de um modelo computacional, as ligas a fim de se interpretar as características mecânicas de tensões e deformações sob carregamento estático, buscando compreender e verificar se os comportamentos das ligas são similares, em vista que o nióbio poderá ser usado como material para próteses ortodônticas e ortopédicas em um cenário futuro. Foi utilizado o Método dos Elementos Finitos (MEF), que é um método numérico usado para resolver, de forma aproximada, equações diferenciais que governam o comportamento mecânico dos materiais das ligas consideradas no estudo. Foi utilizado o software de desenho 3D SpaceClaim, para a criação dos modelos simplificados TiM1 (titânio malha 1) e NbM1 (Nióbio malha 1). A análise comparativa entre os resultados computacionais e experimentais foi realizada em termos qualitativos e quantitativos. Na comparação dos comportamentos mecânicos das ligas, Ti-6Al-4V e Ti-20Nb, as tensões se concentraram na porção onde foi feita a vinculação do modelo e os maiores valores de tensão encontrados diferiram entre os modelos considerados da ordem de 7%. As tensões médias encontradas ficaram bem próximas do modelo numérico para escalas em tecidos ósseos com implantes, e as deformações totais foram pequenas comparadas com modelos para ligas de titânio mais utilizadas em medicina, o que corrobora que a liga Ti-Nb é bastante promissora para aplicações na área de saúde.