本文關(guān)鍵詞：基于有限元和水平集法的牙釉質(zhì)多級(jí)微結(jié)構(gòu)自動(dòng)建模和有效模量預(yù)測(cè)方法

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【摘要】：牙齒是口腔的重要組成部分,在人體消化系統(tǒng)中起重要的作用,能夠在復(fù)雜的口腔環(huán)境中服役數(shù)十年,并周而復(fù)始的進(jìn)行著咀嚼、吞咽及各種表情等功能,離不開(kāi)其最外層牙釉質(zhì)優(yōu)異的力學(xué)性能。天然牙釉質(zhì)具有復(fù)雜的多級(jí)微結(jié)構(gòu),為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)研究和理論研究的不足,同時(shí)深入討論牙釉質(zhì)復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成對(duì)其力學(xué)性能的影響,我們有必要建立針對(duì)牙釉質(zhì)多級(jí)微結(jié)構(gòu)的自動(dòng)建模方法,以快速精確的建立牙釉質(zhì)有限元模型,避免重復(fù)建模和節(jié)省建模時(shí)間。對(duì)深化牙釉質(zhì)的科學(xué)認(rèn)識(shí)、豐富仿生學(xué)及牙科修復(fù)材料的設(shè)計(jì)具有重大的指導(dǎo)意義。本論文完成的主要工作如下：第1章,簡(jiǎn)述了人類(lèi)牙的功能與結(jié)構(gòu),分析了牙齒力學(xué)性能的研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,提出了本論文的研究?jī)?nèi)容和研究意義。第2章,基于水平集法,建立了牙釉質(zhì)多級(jí)微結(jié)構(gòu)自動(dòng)建模方法,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀增強(qiáng)相的準(zhǔn)確建模；為了快速施加周期邊界條件,基于向量法開(kāi)發(fā)了模型對(duì)稱(chēng)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生策略。第3章,設(shè)計(jì)了牙釉質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化模型,并通過(guò)理論推導(dǎo)獲得了其解析解；通過(guò)解析解和數(shù)值結(jié)果對(duì)比分析,驗(yàn)證了自動(dòng)建模方法的正確性和準(zhǔn)確性,進(jìn)而討論了牙釉質(zhì)微結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成對(duì)其力學(xué)性能的影響。第4章,建立了牙釉質(zhì)超微結(jié)構(gòu)有效模量的預(yù)測(cè)方法,并采用已有文獻(xiàn)的解析解驗(yàn)證了提出方法的有效性。最后,討論了牙釉質(zhì)微結(jié)構(gòu)、組成材料和體積分?jǐn)?shù)對(duì)其有效模量的影響。本文的主要結(jié)論如下：(1)牙釉質(zhì)納米尺度和微米尺度結(jié)構(gòu)的有機(jī)相比相應(yīng)增強(qiáng)相軟,在應(yīng)力傳遞中可吸收更多的應(yīng)變能,二者均勻分布時(shí),牙釉質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力集中更少；HAP晶體直接相連時(shí),晶體間應(yīng)力的傳遞渠道遭到破壞,導(dǎo)致局部出現(xiàn)應(yīng)力集中；(2)HAP晶體的形狀和分布及晶體間有機(jī)相的分布直接影響牙釉質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力等物理場(chǎng),進(jìn)而改變牙釉質(zhì)微結(jié)構(gòu)的材料特性；(3)隨HAP晶體彈性模量的增大,超微結(jié)構(gòu)軸向的材料參數(shù)G*和E3*逐漸增大,但對(duì)橫向的材料參數(shù)μ12*和k12*影響較�。浑S有機(jī)相彈性模量的增大,相應(yīng)橫向的材料參數(shù)μ12*和k12*均逐漸增大,但對(duì)軸向的材料參數(shù)G*和E3*影響很��；(4)隨HAP晶體體積分?jǐn)?shù)的增大,超微結(jié)構(gòu)材料參數(shù)μ12*、k12*、G*、E3*均逐漸增大,其中橫向的材料參數(shù)μ12*和k12*增大速度逐漸變快,軸向的材料參數(shù)G*和E3*增大速度逐漸減慢。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R783.1

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1 王廣軍;楊小鴻;韓筱玉;;進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良12例亞微結(jié)構(gòu)改變[J];電子顯微學(xué)報(bào);1986年03期

2 毛棣華;張佩瑜;周旭輝;汪源長(zhǎng);張銳敏;;急性胰腺炎病理模型的復(fù)制及其亞微結(jié)構(gòu)觀察[J];電子顯微學(xué)報(bào);1988年03期

3 包崇云;王買(mǎi)全;R. Trukenmuller;張強(qiáng);歐國(guó)敏;宮蘋(píng);C.A. van Blitterswijk;;微結(jié)構(gòu)芯片優(yōu)化牙種植體穿齦部位形貌特征[J];中國(guó)口腔種植學(xué)雜志;2009年02期

4 陳意生;李元平;于冬梅;許平慶;張桂香;朱思和;;重度呼吸道蒸汽燒傷狗的肝臟病理組織學(xué)鹼性磷酸酶組化和亞微結(jié)構(gòu)變化[J];中華整形燒傷外科雜志;1985年03期

5 郭志坤;孔祥云;凌鳳東;;兔心竇房結(jié)的亞微結(jié)構(gòu)觀察[J];解剖學(xué)雜志;1992年01期

6 毛棣華;周旭輝;汪源長(zhǎng);李蘇安;王響英;吳浩榮;;實(shí)驗(yàn)性胰腺炎導(dǎo)致多器官損害的亞微結(jié)構(gòu)觀察[J];電子顯微學(xué)報(bào);1990年03期

7 張鴻飛;李長(zhǎng)江;劉愛(ài)武;韓丹;錢(qián)偉;陳道中;;犬主動(dòng)脈縮窄術(shù)后心肌亞微結(jié)構(gòu)的觀察[J];電子顯微學(xué)報(bào);1984年03期

8 陳金典,楊少毅,陳恒復(fù),樊小軍,劉衍晟,王鵬,何天德;實(shí)驗(yàn)性缺血性心肌損傷的亞微結(jié)構(gòu)觀察[J];陜西醫(yī)學(xué)雜志;1990年01期

9 邊綸;韓斌;張焱;黃輝釗;武菲菲;;慢性活動(dòng)性乙型肝炎的亞微結(jié)構(gòu)病理觀察[J];臨床肝膽病雜志;1988年02期

10 楊書(shū)善;楊文亮;文小軍;張紅旗;郭志坤;于連發(fā);馬會(huì)強(qiáng);馮廣友;;阻斷心淋巴干后心肌亞微結(jié)構(gòu)變化的研究[J];新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);1992年03期

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1 黃銀;陳航;馮雪;;基于微結(jié)構(gòu)調(diào)控的可拉伸波狀硅[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

2 王廣軍;楊小鴻;韓筱玉;;進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良12例亞微結(jié)構(gòu)改變[A];第四次全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];1986年

3 包崇云;王買(mǎi)全;R. Trukenmuller;張強(qiáng);歐國(guó)敏;宮蘋(píng);C.A. van Blitterswijk;;微結(jié)構(gòu)芯片優(yōu)化牙種植體穿齦部位形貌特征[A];第六屆全國(guó)口腔種植學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

4 胡瑞林;李向全;官?lài)?guó)琳;葉浩;;粘性土微結(jié)構(gòu)的定量化研究進(jìn)展[A];第五屆全國(guó)工程地質(zhì)大會(huì)文集[C];1996年

5 陳斌;尹大剛;袁權(quán);;脛骨螺旋繞孔微結(jié)構(gòu)[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

6 鄧星輝;趙佳彬;于洋;;具有大面積分?jǐn)?shù)的微結(jié)構(gòu)表面靜態(tài)潤(rùn)濕性質(zhì)研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

7 劉輝;李平;魏雨;;Ferrihydrite的微結(jié)構(gòu)對(duì)其催化相轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

8 李易;肖鵬;申峰;劉趙淼;;微結(jié)構(gòu)流動(dòng)潤(rùn)滑中對(duì)阻力影響因素的研究[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

9 韓巧鳳;王美娟;汪信;;用單原料前驅(qū)體合成不同微結(jié)構(gòu)的硫化鉛納米晶[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第05分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

10 陳嘉鷗;盧承祖;郭素杰;葉斌;;軟土微結(jié)構(gòu)SEM樣品的制備技術(shù)[A];新世紀(jì)巖石力學(xué)與工程的開(kāi)拓和發(fā)展——中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第六次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2000年

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1 宋瑩　姚大捚　陳曉春;南京微結(jié)構(gòu)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)正式啟動(dòng)[N];新華日?qǐng)?bào);2005年

2 張曄;“微”結(jié)構(gòu)中的大文章[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

3 內(nèi)蒙古金三角光纖科技有限公司 王學(xué)忠;微結(jié)構(gòu)布拉格光纖邁進(jìn)產(chǎn)業(yè)化[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2012年

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1 黃金國(guó);微結(jié)構(gòu)表面紅外熱輻射特性調(diào)控方法研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 劉高陽(yáng);水電解電催化材料合成、微結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

3 楊煥;激光制作綠色能源電池微結(jié)構(gòu)部件技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2015年

4 畢宴鋼;有機(jī)電致發(fā)光器件的微結(jié)構(gòu)電極研究[D];吉林大學(xué);2016年

5 方俊飛;微結(jié)構(gòu)表面功能材料的制備及其熱輻射光譜特性研究[D];南京理工大學(xué);2014年

6 王濤;高g值環(huán)境典型微結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性及其測(cè)試技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

7 吳勃;金屬仿生功能微結(jié)構(gòu)的激光制備與研究[D];江蘇大學(xué);2011年

8 陳遠(yuǎn)流;面向微結(jié)構(gòu)陣列的超精密切削加工與測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年

9 佘東生;高、低溫環(huán)境下典型微結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性及測(cè)試技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

10 楊燦;注塑微結(jié)構(gòu)復(fù)制性能及形態(tài)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

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1 胡嘉玲;微結(jié)構(gòu)對(duì)聲傳播特性的影響研究[D];蘇州大學(xué);2015年

2 王會(huì)茗;輥筒模具微結(jié)構(gòu)功能表面的加工實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 梁紅培;電紡技術(shù)制備微結(jié)構(gòu)可控的明膠/殼聚糖/羥基磷灰石/氧化石墨烯復(fù)合纖維的研究[D];新疆師范大學(xué);2015年

4 劉曉博;基于微結(jié)構(gòu)配光材料的配光系統(tǒng)原理研究[D];北京化工大學(xué);2015年

5 王雯;微型車(chē)刀抗磨損表面仿生微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2015年

6 呂平;高密度封裝基板濺射薄層微結(jié)構(gòu)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 徐曉穎;微結(jié)構(gòu)硅NH_3傳感器的制備及特性研究[D];電子科技大學(xué);2015年

8 李釗;仿生礦化合成碳酸鈣微結(jié)構(gòu)及其抑菌效應(yīng)的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

9 翟慶彬;基于微結(jié)構(gòu)的印刷柔性壓力傳感器研究[D];北京印刷學(xué)院;2015年

10 梁燕飛;Pd摻雜花狀I(lǐng)n_2O_3微結(jié)構(gòu)的制備及其氣敏特性研究[D];太原理工大學(xué);2016年

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