基于有限元的下颌第一磨牙桩核冠力学仿真研究

发布时间：2020-03-24 02:03

【摘要】：目的:1.利用逆向工程技术,构建下颌第一磨牙桩核冠三维有限元模型。2.分析总结不同桩核材料修复后牙本质的应力分布状况与桩核材料弹性模量之间的关系。3.分析比较同种桩核修复系统在静态和动态两种不同载荷下所产生的应力效果的差异。4.模拟牙齿行使咀嚼功能时所处的口腔温度变化实际环境,探讨不同的温度载荷对桩核冠修复后牙本质应力的影响。材料和方法:采用三维有限元法构建下颌第一磨牙纤维桩树脂核及钴铬合金桩核全瓷冠模型,分别采用225 N静态和历时1 ms的动态半正弦脉冲载荷垂直及斜向加载,比较分析两种不同材质的桩核冠修复系统在承受同种载荷时牙本质最大Von Mises应力和最大主应力的大小及分布,同时分析同种桩核修复系统在静态以及动态载荷下牙本质应力大小和分布的不同;进而加载温度载荷,设定温度为37℃-60℃和37℃-0℃,比较单独加载静态力、单独加载温度及二者同时加载时牙本质应力大小和分布。结果:1、垂直向载荷:静载荷组:纤维桩组修复后残余牙本质Von Mises应力峰值为18.752 MPa,于近中根根尖区出现;主应力峰值为5.7392 MPa,出现在根分叉区。钴铬合金组Von Mises应力峰值为19.128 MPa,于近中根根尖区出现,主应力峰值为7.0476 MPa,出现于根分叉区。动载荷组:纤维桩组修复后残余牙本质Von Mises应力峰值为20.052 MPa,出现在近中根根尖区;主应力峰值为6.1409 MPa,位于根分叉区;钴铬合金组Von Mises应力峰值为20.453 MPa,出现在近中根根尖区,主应力峰值为7.5428 MPa,位于根分叉区。2、斜向45°载荷静载荷组:纤维桩组修复后残余牙本质Von Mises应力峰值为16.264 MPa,于牙颈部出现;主应力峰值为10.462 MPa,出现在根颈部。钴铬合金组Von Mises应力峰值为15.348 MPa,于近中根根尖区出现,主应力峰值为9.412 MPa,出现于根颈部。动载荷组:纤维桩组修复后残余牙本质Von Mises应力峰值为17.396 MPa,出现在牙颈部;主应力峰值为11.194 MPa,位于根颈部;钴铬合金组Von Mises应力峰值为16.406 MPa,出现在近中根根尖区,主应力峰值为10.071 MPa,位于根颈部。3、只加载温度载荷:37-0℃:纤维桩组牙本质Von Mises应力峰值为32.015MPa,主应力峰值为22.08 MPa,;钴铬合金组Von Mises应力峰值为41.919 MPa,主应力峰值为16.625 MPa。37-60℃:纤维桩组牙本质Von Mises应力峰值为55.299MPa,主应力峰值为47.751 MPa,;钴铬合金组Von Mises应力峰值为72.405 MPa,主应力峰值为61.773 MPa。4、温度和静态力共同加载时:37-0℃:纤维桩组牙本质Von Mises应力峰值为30.936MPa,主应力峰值为19.613 MPa;钴铬合金组Von Mises应力峰值为41.715 MPa,主应力峰值为16.419 MPa。37-60℃:纤维桩组牙本质Von Mises应力峰值为56.568MPa,主应力峰值为48.541 MPa;钴铬合金组Von Mises应力峰值为72.654 MPa,主应力峰值为61.543 MPa。结论:1.建议使用纤维桩树脂核等弹性模量较小的桩核修复残根。2.静态载荷基本可以代替动态载荷进行加载。3.单独加载温度场可以使牙本质产生应力效果。4.与温度下降相比,温度上升使修复体折断的几率增大。金属桩比纤维桩对温度加载敏感性高。
【图文】：

第 3 章 资料与方法14图3.1 下颌第一磨牙各组分重建图图3.2四面体单元网格模型 图3.3桩核冠实体装配模型3.3 模型假设条件、实验参数材料选择：模型全瓷冠的材料为氧化锆，牙本质、牙胶尖、牙周膜等部件的材料特性见表 3.1 和表 3.2，牙槽骨参数以骨松质计。约束条件：本实验为牙槽骨底部及外周按照固定处理，进行所有自由度方面的刚性约束。假设受力时牙胶、桩核、牙冠等部件与牙体组织界面为完全整合，力在加载之后不能使研究对象各部件之间产生相对位移，假设各单元间有足够的稳定性。假设条件：按照弹性力学的假设条件，本研究将构建好的模型设置为均匀、连续、各向同性的线弹性的材料，同时满足小变形要求。

图3.2四面体单元网格模型 图3.3桩核冠实体装配模型模型假设条件、实验参数料选择：模型全瓷冠的材料为氧化锆，牙本质、牙胶尖、件的材料特性见表 3.1 和表 3.2，牙槽骨参数以骨松质计束条件：本实验为牙槽骨底部及外周按照固定处理，进行方面的刚性约束。假设受力时牙胶、桩核、牙冠等部件与面为完全整合，，力在加载之后不能使研究对象各部件之间移，假设各单元间有足够的稳定性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R783.3

【参考文献】

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本文编号：2597623