Influencia de los parámetros tribológicos en el coeficiente de fricción entre polipropileno y piel

Abstract

RESUMEN: Se adquirieron los datos sobre la topología superficial de sockets para amputados transfermorales utilizando un microscopio de fuerzas atómicas (AFM), se caracterizaron las propiedades tribológicas de 12 zonas significativas, a partir de estos datos se crearon superficies virtuales con geometría sinusoidal de 250m de área, las cuales fueron empleadas para llevar a cabo una simulación numérica para encontrar cual era la relación entre dichos parámetros y el coeficiente de fricción entre el polipropileno del socket y la piel. La piel se modeló como un material híper-elástico y el polipropileno como un material elástico lineal, se impuso un desplazamiento inicial de contacto y un desplazamiento tangencial de las probetas para calcular el coeficiente de fricción, adicionalmente, se aplicó una presión a la parte superior de las probetas de polipropileno que simulan las presiones generadas por el calzado de la prótesis y las fuerzas generadas durante la fase de apoyo de la marcha humana. Se encontró que existe una correlación entre los parámetros tribológicos y el coeficiente de fricción, sobre la cual se presentan dos zonas principales, una donde el coeficiente de fricción disminuye a medida que aumentan dichos parámetros, y una segunda zona donde el coeficiente de fricción permanece constante.

ABSTRACT: Data were acquired over the surface topology for amputees transfermorales sockets using an atomic force microscope (AFM),the tribulogical properties of 12 significant areas were characterized. Based on these data are created virtual surfaces sinusoidal geometry area of 250 microns, the which were used to perform a numerical simulation to find what was the relationship between these parameters and the coefficient of friction between the polypropylene Socket and skin. Skin was modeled as hyper-elastic material and polypropylene as a linear elastic material, were imposed initial displacement contact and a tangential displacement of the samples to calculate the coefficient of friction, in addition, pressure was applied to the top of polypropylene specimens that simulate the pressures generated by the footwear of the prosthesis and the forces generated during the stance phase of human walking. Was found that a correlation exists between the tribological parameters and the coefficient of friction, on which there are two main areas, one, where the friction coefficient decreases as these parameters increase, and a second region where the friction coefficient remains constant.