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https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20469Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| guilhermecamposdecolo.pdf | 18.55 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Title: | Modelagem computacional da biomecânica da córnea humana |
| Author: | Decoló, Guilherme Campos |
| First Advisor: | Assis, Lahis Souza de |
| Co-Advisor: | Bastos, Flávia de Souza |
| Referee Member: | Rocha, Bernardo Martins |
| Referee Member: | Almeida, Priscila Roque de |
| Resumo: | A córnea é a principal estrutura refrativa do olho humano, cuja função óptica depende diretamente de sua integridade biomecânica. A previsão do comportamento deste tecido sob carregamento é desafiadora devido à sua natureza anisotrópica e não-linear, governada por uma complexa microestrutura de fibras de colágeno. O presente trabalho tem como objetivo implementar o modelo constitutivo hiperelástico de Holzapfel-Gasser-Ogden (HGO) no software comercial Simulia Abaqus, superando limitações nativas através do desenvolvimento de subrotinas de usuário. A metodologia consistiu na programação de uma subrotina USDFLD em Fortran para definir a dispersão variável das fibras (κ) ao longo da geometria corneana. O modelo foi inicialmente validado através da reprodução de ensaios de tração uniaxial em tiras de estroma. Posteriormente, realizou-se a simulação tridimensional da inflação da córnea. Os resultados indicaram que a implementação permitiu representar a anisotropia do tecido e apresentou uma concordância satisfatória com os dados experimentais da literatura, acompanhando o comportamento de endurecimento por deformação. Conclui-se que a abordagem computacional proposta mostra-se viável para a análise biomecânica da córnea, constituindo uma ferramenta promissora para futuras investigações clínicas e de engenharia. |
| Abstract: | The cornea is the main refractive structure of the human eye, and its optical function depends directly on its biomechanical integrity. Predicting the behavior of this tissue under loading is challenging due to its anisotropic and non-linear nature, governed by a complex microstructure of collagen fibers. This work aims to implement the Holzapfel- Gasser-Ogden (HGO) hyperelastic constitutive model in the commercial software Simulia Abaqus, overcoming native limitations through the development of user subroutines. The methodology consisted of programming a USDFLD subroutine in Fortran to define the fiber dispersion variable (κ) along the corneal geometry. The model was initially validated by reproducing uniaxial tensile tests on stromal strips. Subsequently, a three- dimensional simulation of corneal inflation was performed. The results indicated that the implementation allowed representing the tissue anisotropy and showed satisfactory agreement with experimental literature data, following the strain-stiffening behavior. It is concluded that the proposed computational approach is viable for corneal biomechanical analysis, constituting a promising tool for future clinical and engineering investigations. |
| Keywords: | Biomecânica da córnea Holzapfel-Gasser-Ogden Método dos elementos finitos Abaqus |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Institution Initials: | UFJF |
| Department: | Faculdade de Engenharia |
| Access Type: | Acesso Aberto Attribution-ShareAlike 3.0 Brazil |
| Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20469 |
| Issue Date: | 16-Jan-2026 |
| Appears in Collections: | Engenharia Computacional - TCC Graduação |
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