牙齿充填修复后抗折裂强度的数值分析

论文摘要

牙齿冠部充填修复是一种常见的牙体病治疗技术,充填修复后的牙齿常常在使用中发生医源性折裂。如果能采用科学的方法,有针对性地设计出合理的充填修复方案来配合临床操作,就可以最大限度地减少牙齿医源性折裂,大大提高充填修复后患牙的使用寿命。随着计算机技术的进步,有限单元法成为生物力学研究中的重要方法之一,生物力学在口腔领域的应用,为牙齿治疗方法的评价以及修复用材料的研究、开发和使用提供了力学基础。以有限元为代表的数值分析方法的发展,可对复杂几何形状物体建模,根据需要求得整体或局部的应力和位移值及其分布规律; 在维持原模型几何形状不变的情况下,可自由改变加载与边界条件等力学参数,对不同情况下的应力大小和分布变化进行对比分析。本文系统地介绍了逆向建模和有限元网格划分方法。在通用三维设计软件UG 中按照逆向建模方法,以CT 扫描所得到的JPG 图片文件为基础,建立了上颌第二磨牙的CAD 模型; 在有限元分析软件ANSYS 中进行网格划分,得到三维有限元分析模型。研究了牙齿在十种典型载荷作用下不同的应力状态,根据应力云图总结出牙齿在一般情况下的应力分布规律; 研究了牙齿在不同充填材料、不同窝洞洞形和不同窝洞大小情况下修复后,承受不同载荷时的应力状态,根据应力云图总结出相应充填修复后牙齿承载能力的变化规律。为了验证有限元方法的可靠性,本文以激光散斑法为基础设计实验,测量出牙齿在不同加载方式和大小情况下的变形,和三维有限元软件分析数据进行比较,得到了比较一致的分析结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题来源、目的和意义
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 本课题研究开发所面临的关键问题
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 本章小结
• 2 牙齿三维有限元分析模型的建立
• 2.1 逆向建模
• 2.2 牙齿CAD 模型的建立
• 2.3 有限元网格划分
• 2.4 三维有限元模型的建立
• 2.5 本章小结
• 3 不同载荷状态下牙齿的应力分析
• 3.1 约束和载荷处理
• 3.2 应力云图
• 3.3 结论与讨论
• 3.4 本章小结
• 4 利用激光散斑法测量牙齿变形
• 4.1 单光束散斑干涉法（散斑照相）
• 4.2 测量牙齿变形
• 4.3 结论与讨论
• 4.4 本章小结
• 5 牙齿充填修复后应力分析
• 5.1 不同填充材料分析
• 5.2 不同洞形分析
• 5.3 不同大小分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士期间发表的论文