A geração de movimento e a produção de força realizadas pelo conjunto formado por músculos, tendões, ossos e ligamentos em diversas partes do corpo é tema de alto interesse em pesquisas acadêmicas, que buscam contribuir para a saúde e o bem-estar dos seres humanos. Com o intuito de colaborar para a construção do conhecimento existente, este trabalho tem como objetivo a simulação numérica do comportamento mecânico plano de membros do corpo humano por meio da atuação de músculos esqueléticos e do movimento de articulações adjuntas. Tal simulação é realizada através de um código computacional desenvolvido com base no Método dos Elementos Finitos Posicional (MEFP), capaz de realizar análises não-lineares geométricas de maneira direta em sua formulação. A modelagem proposta trata o tecido biológico como uma matriz tridimensional composta com elementos de barra simples, que representam as fibras musculares. São empregadas leis constitutivas visco-hiperelásticas com o intuito de reproduzir de maneira mais consistente a relação entre tensões e deformações no material e é considerada a possibilidade de contração nas fibras para representar o comportamento muscular ativo. As articulações próximas aos músculos estudados são modeladas por meio da formulação de ligações deslizantes, permitindo um movimento relativo entre superfícies conectadas. As condições cinemáticas impostas ao sistema para promover o deslizamento são introduzidas ao problema com o uso de multiplicadores de Lagrange. A aplicação biomecânica foca no membro superior do corpo humano, utilizando uma geometria baseada em imagens de tomografia computadorizada de uma paciente, obtidas no repositório aberto Harvard Dataverse Repository. O modelo proposto apresenta potencial para descrever a resposta mecânica de membros do corpo humano de maneira simplificada.

The generation of movement and force by the ensemble of muscles, tendons, bones, and ligaments in various parts of the body is a topic of great interest in academic research, aiming to contribute to the health and well-being of humans. With the aim of contributing to the construction of existing knowledge, this work aims to numerically simulate the planar mechanical behavior of human body members through the action of skeletal muscles and the movement of adjacent joints. Such simulation uses a computational code based on the Positional Finite Element Method (PFEM), which directly performs nonlinear geometric analyses in its formulation. The proposed modeling treats biological tissue as a three-dimensional matrix composed of simple bar elements representing muscle fibers. This work employs visco-hyperelastic constitutive laws to more consistently reproduce the stress-strain relationship in the material and considers the possibility of fiber contraction to represent active muscle behavior. The joints near the studied muscles are modeled using the formulation of sliding connections, allowing relative movement between connected surfaces. The code uses Lagrange multipliers to introduce the kinematic conditions imposed on the system in order to promote sliding. The biomechanical application focuses on the upper limb of the human body, using geometry based on computational tomography scan images of a patient, obtained from the open repository Harvard Dataverse Repository. The proposed model shows potential for describing the mechanical response of human body limbs.