Análise de tensões pelo método dos elementos finitos em implantes dentários com plataforma cone morse / Finite element stress analysis in morse cone platform dental implants

A previsão do comportamento mecânico de implantes dentários inclinados é um fator importante na área odontológica e o Método dos Elementos Finitos (MEF) é considerado uma ferramenta para esse fim. Objetivo: analisar a distribuição de tensões e deslocamentos em implantes cônicos do tipo cone morse com 3,5 mm de diâmetro e pilares com 4,8 mm e 3,8 mm de diâmetro, submetidos a carregamentos de compressão (100 N e 200 N), inclinados a 20º e 45º com base de aço inoxidável e osso cortical via MEF. Materiais e método: utilizaram-se dois modelos tridimensionais de implantes e pilares instalados de forma inclinada a 20º e 45º, os quais foram submetidos a carregamentos de compressão no sentido vertical para baixo (eixo ­ Y). Resultados: as tensões máximas de von Mises apresentaram valores superiores para geometrias com inclinação de 45º e carregamento de 200 N. Foi possível verificar ainda que os resultados para implantes submetidos ao carregamento de 100 N a 45º apresentaram valores superiores (574,16 MPa), quando comparado com dados da literatura, com diferença de 8,7%. O mesmo pôde ser verificado para resultados de deslocamento, onde o conjunto de implantes-pilares com inclinação maior (45º) apresentou maiores valores, quando comparados com implantes-pilares com inclinação menor (20º). Conclusão: foi possível certificar via MEF que as maiores tensões são obtidas para carregamentos com inclinações maiores, sendo que o mesmo ocorre para valores de deslocamento. O MEF demonstrou ser uma alternativa viável na área odontológica para prever o comportamento mecânico de implantes dentários.(AU)

Predicting the mechanical behavior of tilted implants is an important factor in the field of dentistry, and the Finite Element Analysis (FEA) is a tool for such purpose. Objective: To analyze the distribution of stresses and displacements in conical Morse cone implants with 3.5 mm of diameter and abutments with 4.8 mm and 3.8 mm of diameter, subjected to compression loads (100 N and 200 N), tilted at 20º and 45º with stainless steel base material and cortical bone, using FEA. Materials and method: Two three-dimensional models of implants and abutments tilted at 20º and 45º were used, and they were subjected to vertical downward compression loads (Y­axis). Results: Maximum von Mises stresses presented higher values for the 45º inclination and 200 N load. It was also verified that the results for implants subjected to a load of 100 N and implants tilted at 45º presented higher stress values (574.16 MPa) than literature data, with a difference of 8.7%. This was also observed for displacement results, in which implant- abutment assemblies with greater inclination (45º) presented higher values than implant-abutments with smaller inclination (20º). Conclusion: The FEA showed that higher stress values were obtained when compression loads were applied to greater inclinations. This also occurred for displacement results. The FEA represented a viable alternative in the field of dentistry to predict the mechanical behavior of dental implants.(AU)

Utilização de modelos geométricos simplificados de uma córnea para fins de otimização / Use of simplified geometrical models of a cornea for optimization purposes

Resumo Otimização por Enxame de Partículas (PSO) é uma técnica de inteligência artificial (AI), que pode ser usada para encontrar soluções aproximadas para problemas numéricos de maximização e minimização extremamente difíceis. Neste trabalho, utilizou-se um algoritmo PSO para comparar os deslocamentos sofridos por uma amostra de córnea humana submetida à uma pressão interna de 45 mmHg com resultados de simulações numéricas e identificar valores otimizados para propriedades hiperelásticas da córnea (µ e α). Por meio dos resultados das simulações via análise inversa pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), em conjunto com o algoritmo PSO, foram encontrados valores otimizados de µ = 0,047 e α = 106,7. Quando comparado com resultados otimizados por meio de um software comercial, foram encontrados erros de aproximadamente 0,15%. Por meio dos resultados obtidos, verificou-se ainda que, variando os valores dos coeficientes de inércia da partícula no algoritmo PSO, os resultados podem sofrer ligeira melhoria, o que demonstra potencial uso do PSO em conjunto com análise inversa do MEF para caracterização de materiais hiperelásticos, utilizando modelos geométricos simplificados

Abstract Particle Swarm Optimization (PSO) is an artificial intelligence technique (AI) that can be used to find approximate solutions to numerical problems of maximization and minimization. In this study, it was used a PSO algorithm to compare displacements from human cornea sample subjected to internal pressure of 45 mmHg with Results of numerical simulations were provided which identified optimized values for hyperelastic properties of the cornea (µ and α). By means of the results from numerical simulations via inverse analysis by the Finite Element Method (FEM), in conjunction with the PSO algorithm, optimized values of µ = 0.047 and α = 106.7 were found. When compared with optimized results from commercial software, errors around 0.15% were found. Results showed that, varying the values of particle inertia coefficients in the PSO algorithm, simulated displacements have improved when compared to experimental data. This demonstrates the potential use of PSO algorithm in conjunction with the FEM inverse analysis for hyperelastic materials characterization, using simplified geometrical models

Review on applications of electric ehicles in the countryside / Revisão de aplicações de veículos elétricos no meio rural

ABSTRACT: This paper presents the main applications of electric vehicles in rural areas, pointing out the trends and challenges for the future. Technological conditions and difficulties faced by the industry for a wide dissemination of this technology are discussed. The paper described the main researches with proposals to overcome the problems of implementing electric tractors, as supply and electricity storage. Technical and economic comparisons between conventional internal combustion tractors and electric tractors are also presented and discussed. The paper showed the existence of barriers to the implementation of electric vehicles in rural areas, as well as the need for batteries technological evolution, which have high costs and for that reason they are very heavy for these purposes, but there are already systems that can be applied to minimize dependence of fossil fuels in this sector and increase the use of sustainable energy.

RESUMO: Este artigo apresenta as principais aplicações de veículos elétricos no meio rural, apontanto as tendências e mudanças futuras. O trabalho discute também as condições tecnológicas e dificuldades enfrentadas pelo setor industrial para a inserção do veículo elétrico no mercado. São apresentados os principais pesquisadores da área com propostas para superar os problemas da implementação dos tratores elétricos, tais como abastecimento e armazenamento de energia elétrica. As comparações técnicas e econômicas entre tratores convencionais, a combustão interna, e tratores elétricos são apresentadas e discutidas. A revisão mostra a existência de barreiras para a implantação dos veículos elétricos no meio rural, como a necessidade de evolução tecnológica das baterias, que apresentam alto custo e ainda são pesadas para este propósito, mas mostra também que já existem sistemas que podem minimizar a dependência de compubstíveis fóceis do setor e aumentar o uso de energia sustentável.