不同正畸矯治弓絲減震性能的動態(tài)三維有限元研究.pdf

1、目的:
　　 本實驗采用CT掃描結(jié)合各種圖形處理軟件,建立的上頜前牙段三維有限元模型。在中切牙之間組裝鎳鈦合金正畸矯治弓絲與不銹鋼正畸矯治弓絲,研究兩者的減震特性,為正畸臨床提供理論指導(dǎo)。
　　 方法:
　　 1、三維有限元模型的建立
　　 對一年輕女性自愿者進行頭顱CT斷層掃描獲得斷層影像,綜合應(yīng)用MIMICS、Rapidform及ABAQUS軟件建立三維有限元模型,最后得到本實驗的三組模型:無弓絲的上

2、頜有限元模型(Wireless Model,WL模型)；帶不銹鋼弓絲的上頜有限元模型(StainlessSteet Model,SLS模型)；及帶鎳鈦合金弓絲的上頜有限元模型(TiNiAlloy Model,TNA模型)。
　　 2、加載、計算
　　 本實驗建立的三組模型邊界條件及載荷相同。上頜遠(yuǎn)中方向及上端邊界采用固定約束；載荷采用梯形脈沖方波曲線的形式加載,載荷大小為50N,加載時長0.1ms,隨后撤消載荷,使模型呈

3、自由振動。計算并繪制出載荷條件下的牙根、牙周膜的應(yīng)力分布圖和應(yīng)力一時間曲線。
　　 結(jié)果:
　　 1、同等載荷作用下三組模型中,加載側(cè)中切牙的位移均呈現(xiàn)隨時間逐漸衰減的規(guī)律,最大振幅均發(fā)生在第一個振動周期。且裝配正畸矯治弓絲將降低矯治系統(tǒng)的響應(yīng)頻率,即增加中切牙的振動周期。將SLS模型與TNA模型相比較,SLS的響應(yīng)頻率略低,周期略長。而非加載側(cè)中切牙的位移均呈現(xiàn)先隨時間逐漸增加,然后隨時間逐漸衰減的規(guī)律。SLS模型衰減

4、所需時間最長,TNA模型與WL模型衰減所用時間較接近。SLS模型、TNA模型與WL模型的非加載側(cè)中切牙的時間位移曲線最大振幅相比,前者增加了3.03倍,而后者增加了48.7％。
　　 2、同等載荷作用下三組模型中,加載側(cè)中切牙牙周膜的最大Von Mises應(yīng)力出現(xiàn)時間TNA模型與WL模型相似(t=0.13*10-3s,最大應(yīng)力發(fā)生在近中頰側(cè)頸部),SLS模型出現(xiàn)最晚(t=0.39*10-3s,最大應(yīng)力發(fā)生在中切牙遠(yuǎn)中頸部)。非加

5、載側(cè)中切牙牙周膜的最大Von Mises應(yīng)力出現(xiàn)時間依次為WLTNA>WL。
　　 3、同等載荷作用下三組模型中,加載側(cè)牙根的最大Von Mises應(yīng)力大小、出現(xiàn)時間及發(fā)生位置基本相似。加載側(cè)牙根的最大Von Mises應(yīng)力出現(xiàn)時間依次為WLTNA>WL。
　　 結(jié)論:
　　 鎳鈦合金弓絲比不銹鋼弓絲有更好的減震性能,對咬合力的傳