基于有限元的下頜第一磨牙樁核冠力學仿真研究
發(fā)布時間:2020-03-24 02:03
【摘要】:目的:1.利用逆向工程技術(shù),構(gòu)建下頜第一磨牙樁核冠三維有限元模型。2.分析總結(jié)不同樁核材料修復后牙本質(zhì)的應力分布狀況與樁核材料彈性模量之間的關系。3.分析比較同種樁核修復系統(tǒng)在靜態(tài)和動態(tài)兩種不同載荷下所產(chǎn)生的應力效果的差異。4.模擬牙齒行使咀嚼功能時所處的口腔溫度變化實際環(huán)境,探討不同的溫度載荷對樁核冠修復后牙本質(zhì)應力的影響。材料和方法:采用三維有限元法構(gòu)建下頜第一磨牙纖維樁樹脂核及鈷鉻合金樁核全瓷冠模型,分別采用225 N靜態(tài)和歷時1 ms的動態(tài)半正弦脈沖載荷垂直及斜向加載,比較分析兩種不同材質(zhì)的樁核冠修復系統(tǒng)在承受同種載荷時牙本質(zhì)最大Von Mises應力和最大主應力的大小及分布,同時分析同種樁核修復系統(tǒng)在靜態(tài)以及動態(tài)載荷下牙本質(zhì)應力大小和分布的不同;進而加載溫度載荷,設定溫度為37℃-60℃和37℃-0℃,比較單獨加載靜態(tài)力、單獨加載溫度及二者同時加載時牙本質(zhì)應力大小和分布。結(jié)果:1、垂直向載荷:靜載荷組:纖維樁組修復后殘余牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為18.752 MPa,于近中根根尖區(qū)出現(xiàn);主應力峰值為5.7392 MPa,出現(xiàn)在根分叉區(qū)。鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為19.128 MPa,于近中根根尖區(qū)出現(xiàn),主應力峰值為7.0476 MPa,出現(xiàn)于根分叉區(qū)。動載荷組:纖維樁組修復后殘余牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為20.052 MPa,出現(xiàn)在近中根根尖區(qū);主應力峰值為6.1409 MPa,位于根分叉區(qū);鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為20.453 MPa,出現(xiàn)在近中根根尖區(qū),主應力峰值為7.5428 MPa,位于根分叉區(qū)。2、斜向45°載荷靜載荷組:纖維樁組修復后殘余牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為16.264 MPa,于牙頸部出現(xiàn);主應力峰值為10.462 MPa,出現(xiàn)在根頸部。鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為15.348 MPa,于近中根根尖區(qū)出現(xiàn),主應力峰值為9.412 MPa,出現(xiàn)于根頸部。動載荷組:纖維樁組修復后殘余牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為17.396 MPa,出現(xiàn)在牙頸部;主應力峰值為11.194 MPa,位于根頸部;鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為16.406 MPa,出現(xiàn)在近中根根尖區(qū),主應力峰值為10.071 MPa,位于根頸部。3、只加載溫度載荷:37-0℃:纖維樁組牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為32.015MPa,主應力峰值為22.08 MPa,;鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為41.919 MPa,主應力峰值為16.625 MPa。37-60℃:纖維樁組牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為55.299MPa,主應力峰值為47.751 MPa,;鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為72.405 MPa,主應力峰值為61.773 MPa。4、溫度和靜態(tài)力共同加載時:37-0℃:纖維樁組牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為30.936MPa,主應力峰值為19.613 MPa;鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為41.715 MPa,主應力峰值為16.419 MPa。37-60℃:纖維樁組牙本質(zhì)Von Mises應力峰值為56.568MPa,主應力峰值為48.541 MPa;鈷鉻合金組Von Mises應力峰值為72.654 MPa,主應力峰值為61.543 MPa。結(jié)論:1.建議使用纖維樁樹脂核等彈性模量較小的樁核修復殘根。2.靜態(tài)載荷基本可以代替動態(tài)載荷進行加載。3.單獨加載溫度場可以使牙本質(zhì)產(chǎn)生應力效果。4.與溫度下降相比,溫度上升使修復體折斷的幾率增大。金屬樁比纖維樁對溫度加載敏感性高。
【圖文】:
第 3 章 資料與方法14圖3.1 下頜第一磨牙各組分重建圖圖3.2四面體單元網(wǎng)格模型 圖3.3樁核冠實體裝配模型3.3 模型假設條件、實驗參數(shù)材料選擇:模型全瓷冠的材料為氧化鋯,牙本質(zhì)、牙膠尖、牙周膜等部件的材料特性見表 3.1 和表 3.2,牙槽骨參數(shù)以骨松質(zhì)計。約束條件:本實驗為牙槽骨底部及外周按照固定處理,進行所有自由度方面的剛性約束。假設受力時牙膠、樁核、牙冠等部件與牙體組織界面為完全整合,力在加載之后不能使研究對象各部件之間產(chǎn)生相對位移,假設各單元間有足夠的穩(wěn)定性。假設條件:按照彈性力學的假設條件,本研究將構(gòu)建好的模型設置為均勻、連續(xù)、各向同性的線彈性的材料,同時滿足小變形要求。
圖3.2四面體單元網(wǎng)格模型 圖3.3樁核冠實體裝配模型模型假設條件、實驗參數(shù)料選擇:模型全瓷冠的材料為氧化鋯,牙本質(zhì)、牙膠尖、件的材料特性見表 3.1 和表 3.2,牙槽骨參數(shù)以骨松質(zhì)計束條件:本實驗為牙槽骨底部及外周按照固定處理,進行方面的剛性約束。假設受力時牙膠、樁核、牙冠等部件與面為完全整合,,力在加載之后不能使研究對象各部件之間移,假設各單元間有足夠的穩(wěn)定性。
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R783.3
【圖文】:
第 3 章 資料與方法14圖3.1 下頜第一磨牙各組分重建圖圖3.2四面體單元網(wǎng)格模型 圖3.3樁核冠實體裝配模型3.3 模型假設條件、實驗參數(shù)材料選擇:模型全瓷冠的材料為氧化鋯,牙本質(zhì)、牙膠尖、牙周膜等部件的材料特性見表 3.1 和表 3.2,牙槽骨參數(shù)以骨松質(zhì)計。約束條件:本實驗為牙槽骨底部及外周按照固定處理,進行所有自由度方面的剛性約束。假設受力時牙膠、樁核、牙冠等部件與牙體組織界面為完全整合,力在加載之后不能使研究對象各部件之間產(chǎn)生相對位移,假設各單元間有足夠的穩(wěn)定性。假設條件:按照彈性力學的假設條件,本研究將構(gòu)建好的模型設置為均勻、連續(xù)、各向同性的線彈性的材料,同時滿足小變形要求。
圖3.2四面體單元網(wǎng)格模型 圖3.3樁核冠實體裝配模型模型假設條件、實驗參數(shù)料選擇:模型全瓷冠的材料為氧化鋯,牙本質(zhì)、牙膠尖、件的材料特性見表 3.1 和表 3.2,牙槽骨參數(shù)以骨松質(zhì)計束條件:本實驗為牙槽骨底部及外周按照固定處理,進行方面的剛性約束。假設受力時牙膠、樁核、牙冠等部件與面為完全整合,,力在加載之后不能使研究對象各部件之間移,假設各單元間有足夠的穩(wěn)定性。
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R783.3
【參考文獻】
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8 唐昊U
本文編號:2597623
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