Docente/i: Ferdinando Auricchio  

Denominazione del corso: Biomeccanica
Codice del corso: 062060
Corso di laurea: Ingegneria Biomedica
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/34
L'insegnamento è affine per:
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso fornisce conoscenze di base di meccanica e metodologie per lo studio di semplici sistemi biomeccanici (sia di natura biologica sia di natura protesica). Parte centrale del corso è lo studio del modello di corpo deformabile, presentando i concetti di deformazione, sforzo, legame costitutivo. Tali concetti vengono applicati a classici problemi di biomeccanica, da risolvere anche attraverso l’utilizzo di tecniche di calcolo numeriche.

Programma del corso

Il corso sarà articolato secondo le seguenti linee generali:

Concetti di meccanica classica
Punto materiale e corpo rigido. Richiami di cinematica, statica, dinamica. Corpi rigidi piani 1D. Vincoli esterni ed interni. Reazioni vincolari. Caratteristiche di sollecitazione e diagrammi. Corpi deformabili. Modello di corpo deformabile 3D. Analisi della deformazione e della tensione. Legami costitutivi. Introduzione. Modello di materiale elastico, in-elastico, plastico (fragile-duttile), viscoso. Prove standard per la caratterizzazione sperimentale del comportamento costitutivo. Studio di alcuni problemi al contorno. Corpo 3D elastico lineare isotropo: trazione semplice, flessione.

Biomeccanica dei tessuti e delle strutture del sistema musco-scheletrico
Tessuti duri, tessuti molli; tessuti ricchi di collagene, tessuti elastici. Esempi di tessuti biologici, istologia e loro comportamento costitutivo (classificazione dei vasi sanguigni).

Materiali per endoprotesi
Classificazione dei materiali. Proprietà meccaniche, termiche, elettriche. Biocompatibilità.

Metodi numerici per la soluzione di problemi meccanici
Il metodo degli elementi finiti: cenni introduttivi.

Concetti introduttivi per la verifica del comportamento meccanico
Criteri di resistenza.

Prerequisiti

Conoscenze di Analisi matematica I e di Fisica I.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Laboratori (ore/anno in aula): 0
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Si prevede l’utilizzo di appunti preparati dal docente e resi disponibili su internet (www.unipv.it/dms/auricchio). Lo studente interessato può prendere visione del materiale reso disponibile per i corsi precedenti.

N. Ozkaya and M. Nordin. Fundamentals of biomechancis: equilibrium, motion and deformation. Springer 1999.

M. Nordin and V.H. Frankel. Basic biomechanics of the musculoskeletal system. Lea & Febiger Ed..

B.F. LeVeau. Biomeccanica del Movimento Umano. Verduci Editore, traduzione di D. Palombi.

E. Kreighbaum and K.M. Barthels. Biomechanics. Allyn and Bacon.

R. Pietrabissa. Biomateriali per protesi e organi artificiali. P.

J. Bronzino. The biomedical engineering handbook. CRC-IEEE Press.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Sono previsti una prova in itinere (scritta) ed un esame finale (scritto/ orale). Il corso prevede inoltre la possibilità di preparare un elaborato finale (scritto) da presentare durante l’esame finale.