基于内聚力模型的义齿粘结界面和骨结合界面的应力应变分析

发布时间：2017-08-30 23:24

  本文关键词：基于内聚力模型的义齿粘结界面和骨结合界面的应力应变分析

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【摘要】：近年来,口腔问题一直困扰着人们,口腔修复成为七大口腔问题中亟待解决的问题。而修复好的牙齿由于口腔内的复杂环境,常常会出现绷瓷、义齿修复体松动、咬合效果不好等现象,需要将义齿摘下进行再次修复。出于美观、可控性和结构简单等方面考虑,大部分义齿固定于基台上的方式选择粘结剂粘结的方式。在利用取冠器摘除牙冠过程中,取冠力的冲击次数、方向等的选取,以及这些因素对牙冠摘除过程中义齿粘结界面和骨结合界面的影响,大都只是根据医生的临床经验来判断,没有较为准确的理论性研究数据作为指导。 本文针对以上问题,应用有限元软件ABAQUS、ANSYS对义齿粘结界面和骨结合界面应力应变进行分析。首先选择已建立好的下颌第一前磨牙的义齿三维模型,以玻璃离子水门汀为粘结剂材料,选取下颌第一前磨牙的牙冠颈部舌侧位置(P4点)为取冠力作用点,对该模型进行有限元分析计算。在有限元仿真过程中,首次将内聚力模型引用到模拟复杂的义齿牙冠去除过程中,更加准确的描述了义齿牙冠拔除过程中,粘结剂层裂纹的萌生、软化、完全形成的整个过程。随着冲击次数的增加粘结剂层界面受到的应力值逐渐增加。直到达到断裂强度Tc=0.17MPa时,随着冲击次数的逐渐增加,粘结剂层所受的最大应力值保持不变。而裂纹尖端处的位移随着冲击次数的增加而逐渐增加,直到断裂能达到0.039mJ/mm2,断裂裂纹形成。而基台粘结面、骨结合界面所受的mises应力和等效变形都随着冲击次数的增加而增加。对基台粘结面、骨结合界面和牙冠破坏的风险也加大。 其次,本文通过在ABAQUS软件中对基于内聚力模型的义齿牙冠和在ANSYS软件workbench模块中对非内聚力模型义齿牙冠分别施加单次瞬态冲击力,冲击力的方向都分别与牙冠长轴方向成0°、30°、45°、60°进行对比分析,分析计算结果对比可知：当受力方向与牙冠长轴成30°和45°时,粘结剂层受力较小,不适于作为受力方向；当受力方向与牙冠长轴成0°时,粘结剂层受到的应力最大,且对基台,牙冠损伤较小,所以选择与牙冠成0°方向作为动态冲击力的作用方向,可以获得更好的牙冠拔除效果。 本文的研究结果,对临床牙冠的修复有一定的指导作用。为临床医生在去除义齿牙冠过程中选取适当取冠力、适当的冲击次数以及合适的取冠力方向提供一定理论指导。
【关键词】：内聚力模型 应力应变 粘结界面 骨结合界面 义齿
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R783.6;O316
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 有限元法在义齿分析中的研究成果10-12
• 1.2.1 概述10
• 1.2.2 国外研究成果10-11
• 1.2.3 国内研究成果11-12
• 1.3 内聚力模型的研究现状12-13
• 1.3.1 概述12
• 1.3.2 国外研究现状12
• 1.3.3 国内研究现状12-13
• 1.4 种植义齿的三维模型13-14
• 1.5 研究意义和目的14
• 1.6 课题研究的主要内容14-16
• 2 内聚力模型简介16-26
• 2.1 内聚力模型的概念16-17
• 2.2 内聚力模型的本构关系17-23
• 2.3 内聚力模型的优势23-24
• 2.4 有限元软件ABAQUS的简介24-26
• 3 内聚力模型的建立与算例验证26-37
• 3.1 双线性内聚力模型26-31
• 3.1.1 断裂问题中双线性内聚力法则26-29
• 3.1.2 双线性内聚力模型中断裂裂纹形成的判定29-30
• 3.1.3 ABAQUS中双线性内聚力模型裂纹损伤准30-31
• 3.2 双线性内聚力模型参数的确定31-32
• 3.3 算例验证32-37
• 3.3.1 双悬臂梁粘接件算例33-35
• 3.3.2 算例总结35-37
• 4 基于内聚力模型的义齿有限元计算与分析37-54
• 4.1 ABAQUS软件中义齿三维模型数据处理37-41
• 4.1.1 基本假设、接触设置及边界条件37
• 4.1.2 参数设置37-38
• 4.1.3 载荷设置38-40
• 4.1.4 网格划分40-41
• 4.2 分析计算结果41-48
• 4.2.1 有限元分析计算结果41
• 4.2.2 不同冲击次数下粘结界面和骨结合界面应力应变分析41-48
• 4.3 瞬态冲击力方向改变对各界面应力应变的影响48-54
• 4.3.1 不同冲击力方向对基于CZM义齿各界面的影响49-51
• 4.3.2 不同冲击力方向对非CZM义齿各界面的影响51-52
• 4.3.3 最佳冲击力方向的确定52-54
• 5 结论与展望54-56
• 5.1 研究结论及建议54-55
• 5.2 研究局限性及展望55-56
• 5.2.1 研究局限性55
• 5.2.2 研究展望55-56
• 参考文献56-60
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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7 姚远;王琦;孙U，

本文编号：762097