牙釉质的多尺度建模和磨损的数值模拟

发布时间：2024-05-09 06:32

　　人在成年以后,牙齿破坏后将不可再生,而牙齿的破坏的形式有多种,包括:磨损、腐蚀、断裂等。而我们最常见到的牙齿的破坏形式是磨损,而牙齿最开始磨损的便是牙齿的表面,牙釉质位于牙齿牙冠的表面,所以整个牙齿的结构中磨损最多的便是牙釉质。因此,我们对于牙釉质的微观结构的认识和牙釉质的磨损进行研究十分重要。牙釉质的基本元素是纳米级的纤维状的六方羟基磷灰石晶体(Hydroxyapatite,简称HAP)。HAP晶体聚合到一起,组成了矿物纳米纤维;纳米纤维纵向排列聚合成了纤维和更厚的纤维;纤维再聚合成釉柱。牙釉质的釉柱的头部直径为5μm,长度为7μm。而牙釉质的釉间质比较薄,厚度为800-1000nm。牙釉质的釉柱排列在一起组成了釉柱带,在近表1/3处成直线状,而内2/3成弯曲状。本论文的思路是基于包含纤维复合材料几何特征的牙釉质有限元模型,对磨损过程中接触的表面进行受力分析和磨损计算,通过更改表面单元节点坐标的方式提取滑动过程中牙釉质的宏观和各组分的有效磨损系数的变化规律,通过更改表面单元节点坐标的方式获得磨损形貌的渐变特征。本文的研究安排如下:(1)根据前人的研究基础,选取实验结果的微观模型,用A...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1牙齿的结构

西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1.1研究背景1.1.1牙釉质的结构及性能健康人类的天然牙齿有28-32颗，根据牙齿的形态和功能分为切牙、尖牙、双尖牙（前磨牙）、磨牙，共有14-16对，它们都有各自的功能[1]。切牙的功能是切割食物，同时还影响我们的发音；尖牙的主要....

图1-2牙釉质的釉柱[2]

西南交通大学硕士研究生学位论文第2页的釉间质比较薄，厚度为800-1000nm[5,18]。牙釉质的釉柱排列在一起组成了釉柱带，在近表1/3处成直线状，而内2/3成弯曲状[12](如图1-3)。图1-2牙釉质的釉柱[2]P:釉柱Ta:切向平面RL:釉质生长线T：横向平面1L:纵向....

图1-4牙釉质的T型结构有限元模型[24]

西南交通大学硕士研究生学位论文第4页该模型认为牙釉质是一种简单的复合材料，由有机基质连接在一起的长而平行的晶体组成；在此基础上，利用简单的复合理论对牙釉质的刚度进行了预测，模型表明牙釉质的刚度与牙釉质的化学成分和晶体取向有关。在微观结构上，模型认为牙釉质是由釉柱组成的分层复合材料....

图1-5釉柱内HAP晶体方向不同的有限元模型[25]

西南交通大学硕士研究生学位论文第4页该模型认为牙釉质是一种简单的复合材料，由有机基质连接在一起的长而平行的晶体组成；在此基础上，利用简单的复合理论对牙釉质的刚度进行了预测，模型表明牙釉质的刚度与牙釉质的化学成分和晶体取向有关。在微观结构上，模型认为牙釉质是由釉柱组成的分层复合材料....

本文编号：3968450