全瓷冠的三維有限元分析和實驗研究
發(fā)布時間:2020-06-01 14:15
【摘要】:全瓷冠由于其美觀和對人體安全等因素,是很有前景的牙科修復材料之一,但脆性制約了其臨床的廣泛應用,研究其相關的力學性能具有重要的意義。 本文將有限元法和實驗測試技術相結合來研究全瓷冠中樹脂粘結劑種類、厚度和全瓷冠種類對全瓷冠應力水平及應力分布的影響。建立了全瓷冠的三維有限元模型;選取了兩種粘結劑Panavia F和Variolink II,設計了粘結劑厚度分別為60μm、90μm、120μm和150μm的全瓷冠有限元模型。施加4種不同的載荷,用有限元法分析了全瓷冠的各組成部分的應力極值和應力分布情況;討論了5種不同的全瓷冠在兩種加載方式下各自的應力極值。設計了全瓷冠的平板試件,通過赫茲觸壓實驗研究了粘結劑的種類和厚度對全瓷冠平板試件破壞載荷的影響,以及幾種不同的全瓷冠的破壞載荷。分析本文的數(shù)值和實驗結果,得到如下結論: 1.三維有限元分析中,相同加載情況下全瓷冠雙層結構的應力分布基本相同,拉應力主要集中于加載點附近的飾面瓷和加載點下方的核瓷,肩臺處也有較大的拉應力和剪應力。而在不同的加載情況下,全瓷冠修復體的應力分布有很大的差異,說明全瓷冠的臨床受載情況對其應力分布起著重要作用; 2.樹脂粘結劑的厚度對全瓷冠的應力分布有影響,采用90μm粘結劑的全瓷冠的應力分布較為合理。采用不同的粘結劑的全瓷冠的應力水平不同,宜采用彈性模量較大的粘結劑,可有效地降低全瓷冠的應力水平。平板試件的赫茲觸壓實驗結果與有限元分析結果相吻合; 3.不同種類的全瓷冠對修復體的應力分布有影響,各種全瓷冠有其各自的使用范圍。有限元分析和實驗測試結果表明:臨床應在提高核瓷的拉應力強度的同時盡量降低其彈性模量,從而設計出經(jīng)久耐用的全瓷冠。 本文的研究為全瓷冠的臨床應用提供了可以借鑒的研究方法和可供參考的計算和實驗數(shù)據(jù)。
【圖文】:
利用Micro CT沿牙長軸方向,順著牙冠至牙根方向進行斷層掃描戴有塑料雙層冠的石膏牙備體模型,掃描層距為0.02mm,獲得了750張Dicom格式的序列數(shù)字圖像(圖2.2)。圖2.2 通過Micro CT采集的全瓷冠實體模型序列數(shù)字圖像B 全瓷冠模型的三維重建Simpleware是英國的Simpleware Ltd公司推出的一套集成逆向工程、材料工程、生物力學工程、有限元分析等多工業(yè)、多學科領域的統(tǒng)一解決方案的專業(yè)軟件。該軟件具有世界領先水平的求解器用來把3D圖像轉(zhuǎn)換為可用于 CAD、快速原型和有限元模型等的高品質(zhì)網(wǎng)格。Simpleware 提供了3種軟件包來處理和網(wǎng)格化3D圖像數(shù)據(jù)。整個軟件基于核心的圖像處理平臺軟件ScanIP,其帶有可選性的模塊支持網(wǎng)格劃分和CAD融合。這些軟件包之間的關系如圖2.3所示。ScanIP提供了廣泛的圖像處理工具,可以支持對大部分3D數(shù)據(jù)(如MRI, CT,Micro CT 等)中所需部分進行顯示和區(qū)域分割,,分割出來的圖像能夠用于CAD分析和快速原型制造,結果以Stl格式的文件導出。本文從上述序列數(shù)字圖像中選取了250張,導入到ScanIP軟件中,通過笛卡爾空間坐標系3個方向的邊界勾勒、修剪、去噪、填充等操作,建立的三維模型如圖2.4所示
Simpleware軟件中各模塊之間的相互關系
【學位授予單位】:上海大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2011
【分類號】:R783
【圖文】:
利用Micro CT沿牙長軸方向,順著牙冠至牙根方向進行斷層掃描戴有塑料雙層冠的石膏牙備體模型,掃描層距為0.02mm,獲得了750張Dicom格式的序列數(shù)字圖像(圖2.2)。圖2.2 通過Micro CT采集的全瓷冠實體模型序列數(shù)字圖像B 全瓷冠模型的三維重建Simpleware是英國的Simpleware Ltd公司推出的一套集成逆向工程、材料工程、生物力學工程、有限元分析等多工業(yè)、多學科領域的統(tǒng)一解決方案的專業(yè)軟件。該軟件具有世界領先水平的求解器用來把3D圖像轉(zhuǎn)換為可用于 CAD、快速原型和有限元模型等的高品質(zhì)網(wǎng)格。Simpleware 提供了3種軟件包來處理和網(wǎng)格化3D圖像數(shù)據(jù)。整個軟件基于核心的圖像處理平臺軟件ScanIP,其帶有可選性的模塊支持網(wǎng)格劃分和CAD融合。這些軟件包之間的關系如圖2.3所示。ScanIP提供了廣泛的圖像處理工具,可以支持對大部分3D數(shù)據(jù)(如MRI, CT,Micro CT 等)中所需部分進行顯示和區(qū)域分割,,分割出來的圖像能夠用于CAD分析和快速原型制造,結果以Stl格式的文件導出。本文從上述序列數(shù)字圖像中選取了250張,導入到ScanIP軟件中,通過笛卡爾空間坐標系3個方向的邊界勾勒、修剪、去噪、填充等操作,建立的三維模型如圖2.4所示
Simpleware軟件中各模塊之間的相互關系
【學位授予單位】:上海大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2011
【分類號】:R783
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1 賈駿;段Z腪
本文編號:2691604
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