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《暨南大学》 2003年
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静、动态载荷下固定桥基牙牙周膜应力的三维有限元法分析

马达  
【摘要】: 研究目的 用三维有限元法研究在静、动态载荷下,人类下颌前牙固定桥基牙牙周膜的位移、应力和应变分布规律,为临床固定桥的应用提供生物力学的理论参考依据。 研究方法 以人类正常的牙列完整的下颌骨标本为建立模型的解剖学基础,采用CT辅助建模技术,应用ANSYS有限元软件,建立以(?)缺失,(?)为基牙修复的双端固定桥三维有限元模型;对有限元模型分别施与静、动态条件下的垂直及斜向载荷,计算基牙牙周膜的位移、应力和应变值,绘出牙周膜的应力分布图以及动态载荷下牙周膜的应力—时间曲线。 结果 1.固定桥修复前,垂直载荷下,基牙牙周膜的应力以压应力为主,应力集中在根尖;斜向载荷下,基牙牙周膜的应力主要是拉应力和压应力,应力集中在唇、舌颈缘。固定桥修复后,基牙牙周膜的位移、应力和应变分布规律与修复前相似,但最大位移、最大应力和应变值都明显增大;两基牙牙周膜的应力分布均匀。 2.牙周膜内表面的应力大于牙周膜外表面。垂直载荷时,牙周膜内、外表面的应力差异更为显著。 3.动态载荷下,固定桥修复前、后基牙牙周膜的位移、应力和应变分布趋势与静态载荷基本相同,但位移、应力和应变值明显降低,变化率在60%~75%之间。 4.牙周膜的应力分布及大小具有时间依赖性。瞬间冲击载荷停止后,牙周膜的应力或开始下降,或继续上升一段时间后才开始下降,与牙周膜上应力点的位置有关。 5.一个咀嚼周期结束后,牙周膜有残余应力存在。牙周膜内表面的残余应力大于牙周膜外表面;固定桥修复后牙周膜的残余应力大于固定桥修复前。 6.垂直冲击载荷时,牙周膜的应力在t=1.75s时应力接近为零,约为一个咀嚼周期的2倍;斜向冲击载荷时,牙周膜的应力在t=1.3s时接近为零,约为一个咀嚼周期的1.5倍。 7.斜向冲击载荷时,牙周膜应力下降直至消失的时间比巫直向冲击载荷短。 8.牙周膜在小变形和大变形假设-下的位移、应力分布规律基本相似,大变形的最大 位移值和最大 Mises应力值稍大于小变形,二者相差在 1.4 %-l)* %之间。 结论 回.CT断层扫描与3D建模软件、有限元软件的建模程序联合应用是一套比较精确。 方便、快速和完整的有限元建模方法。 2.固定桥的修复基本没有改变基牙牙周膜的位移、应力和应变分布规律,但使卜述 值明显增大。 3.牙周膜具有明显的应力缓冲作用。垂直载荷作用下的应力缓冲作用比斜向载荷作 用下明显。 4.动态载荷下,固定桥修复前、后基牙牙周膜的位移、应力和应变分布趋势与静态 载荷基本相同,但位移、应力和应变值明显降低。 5.在咀嚼运动过程中,牙周膜的应力分布和大小具有时间依赖性。 6.一个咀嚼周期结束时,牙周膜有残余应力存在。残余应力的大小与加载量及加载 方向有关。 7.加载方向是影响牙周膜应力分布、应力累积和应力释放的重要囚素。 8.牙周膜材料的性质对有限元计算结果有一定的影响。两种载荷下,大变形时的位 移和应力高于小变形。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:R783

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