Analisi del comportamento biomeccanico della pelle della mano mediante approccio combinato sperimentale e computazionale

Questo lavoro di tesi indaga il comportamento della pelle della mano, palmare e dorsale, utilizzando un approccio combinato di tipo sperimentale e computazionale, con lo scopo di ottenere una maggiore affidabilità dei risultati ottenuti. La scelta di adottare questo distretto anatomico è legata alla scarsa disponibilità di studi in letteratura. Vengono sviluppati protocolli sperimentali per svolgere i test uniassiali, mediante il macchinario Biomomentum Mach-1, modello MA056-v500css: particolare attenzione viene posta alle seguenti prove: test di trazione a rottura, test di rilassamento delle tensioni a trazione (noto come Stress Relaxation) e test di flessione membranale. Andando ad elaborare i dati ottenuti con il software Matlab R2022b, e considerando principalmente i dati della prova a flessione, si ottiene che la pelle, se sollecitata a differenti velocità, ha un comportamento viscoelastico non lineare. Sempre a partire da quest'ultima prova, viene realizzato, con il software Abaqus/CAE 2022, un modello semplificato, il quale conferma che il modello iperelastico con formulazione alla Ogden risulta fittare bene i risultati sperimentali e di conseguenza può essere utilizzato per simulare il comportamento della pelle; in aggiunta, viene realizzato un modello visco-iperelastico, a partire da Ogden per la componente iperelastica e inserendo i parametri della serie di Prony a due rami viscosi ottenuti mediante fit della curva media di rilassamento della prova omonima per la componente viscosa: si ottiene buona congruenza tra risultati sperimentali e curva di modello; tuttavia il tempo computazionale risulta elevato e di conseguenza più difficile da utilizzare nel caso di un modello più complesso.