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dc.creatorNunes Netto, Severino Peixoto-
dc.date.accessioned2026-01-28T18:58:04Z-
dc.date.available2026-01-28T18:58:04Z-
dc.date.issued2026-01-20-
dc.identifier.citationNUNES NETTO, Severino Peixoto. Modelagem, fabricação e validação de perfis geométricos em atuadores pneumáticos macios impressos para aplicação em dispositivos assistivos. 2026. 161 f. Tese (Doutorado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.53pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48112-
dc.description.abstractSoft robotics has increasingly been adopted for rehabilitation and assistive devices due to its compliance, safe physical interaction, and adaptability to human anatomy. This thesis proposes the development of Pneumatic Network (PneuNet) actuators fa- bricated in TPU 95A by fused deposition modeling (FDM) and evaluates their applicabi- lity to assistive devices by integrating hyperelastic modeling, finite element simulations, and experimental validation. Six geometries were investigated by combining three late- ral chamber profiles (triangular, circular, and rectangular) with two longitudinal profiles (straight and concave). The geometries were first screened via numerical simulations using an Ogden hyperelastic model, and after selecting the best-performing design (flat walls and rectangular profile), the chosen actuator was re-evaluated for TPU 95A using the Yeoh model to estimate bending response and stress under internal pressurization. The selected geometry was then manufactured and experimentally validated in terms of deformation and tip force using video-based analysis and load-cell measurements. The simulations reproduced the experimental trends, with mean errors of 3.8% for li- near displacement and 13% for bending angle, and tip forces on the order of 2.12 N at 200 kPa, despite the higher stiffness of TPU 95A. These results indicate that finite element modeling can support prototyping and that TPU 95A PneuNet actuators are feasible candidates for future low-cost assistive devices and active orthosespt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectRobótica maciapt_BR
dc.subjectSoft roboticspt_BR
dc.subjectAtuadores pneumáticospt_BR
dc.subjectPneumatic actuatorspt_BR
dc.subjectPneuNetpt_BR
dc.subjectPneuNetpt_BR
dc.subjectImpressão 3Dpt_BR
dc.subject3D Printingpt_BR
dc.subjectModelagem por elementos finitospt_BR
dc.subjectFinite element modelingpt_BR
dc.titleModelagem, fabricação e validação de perfis geométricos em atuadores pneumáticos macios impressos para aplicação em dispositivos assistivospt_BR
dc.title.alternativeModeling, manufacturing, and validation of geometric profiles in 3D-printed soft pneumatic actuators for application in assistive devicespt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Soares, Alcimar Barbosa-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9801031941805250pt_BR
dc.contributor.referee1Nagem, Danilo Alves Pinto-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5934458385325202pt_BR
dc.contributor.referee2Morya, Edgard-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8813809602087639pt_BR
dc.contributor.referee3Coutinho, Karilany Dantas-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8409211766785367pt_BR
dc.contributor.referee4Vimieiro, Claysson Bruno Santos-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0149542794493944pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5444255427158710pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA robótica macia tem se destacado em reabilitação e assistência por favorecer con- formidade, segurança no contato e adaptação à anatomia humana. Esta tese propõe o desenvolvimento de atuadores Pneumatic Network (PneuNet) impressos em TPU 95A por deposição de material fundido (FDM) e avalia sua aplicação em dispositi- vos assistivos, integrando modelagem hiperelástica, simulação em elementos finitos e validação experimental. Foram investigadas seis geometrias, combinando três perfis laterais de câmara (triangular, circular e retangular) e dois perfis longitudinais (reto e côncavo). As geometrias foram inicialmente triadas por simulação com o modelo de Ogden e, após a seleção do melhor desempenho, o atuador escolhido foi reavaliado para TPU 95A com o modelo de Yeoh, estimando flexão e stress sob pressurização interna. A geometria de paredes planas e perfil retangular selecionada foi então fa- bricada e validada experimentalmente quanto à deformação e à força na extremidade, por análise de vídeo e medições com célula de carga. As simulações reproduziram adequadamente as tendências experimentais, com erros médios de 3,8% para deslo- camento linear e 13% para deflexão, além de forças de extremidade da ordem de 2,12 N para 200 kPa, mesmo com a maior rigidez do TPU 95A. Conclui-se que a simulação por elementos finitos pode apoiar a prototipagem e que atuadores PneuNet em TPU 95A são viáveis para futuros dispositivos assistivos e órteses ativas de baixo custo.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Biomédicapt_BR
dc.sizeorduration161pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.53pt_BR
dc.orcid.putcode203985912-
dc.crossref.doibatchidb81c7e4d-82f6-46f0-83e1-ecfcf0d1b947-
dc.subject.autorizadoEngenharia médicapt_BR
dc.subject.autorizadoRobóticapt_BR
dc.subject.autorizadoAparelhos ortopédicospt_BR
dc.subject.autorizadoModelos geométricospt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.pt_BR
Aparece en las colecciones:TESE - Engenharia Biomédica

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