两种修复方式对少量缺损的上中切牙应力的影响

目的 研究上颌中切牙根管治疗后少量缺损时,全冠和加桩全冠两种修复方式对剩余牙本质应力状况的影响.方法 采用三维有限元法,用计算机建立上颌中切牙以及根管治疗后全冠和加桩全冠两种修复体的有限元模型,共3个.模拟正中(牙合)加载,选取指标为Von Mises应力、最大主应力,分析两种修复方式对剩余牙本质Von Mises应力和最大主应力的分布和峰值的影响.结果 天然牙模型受力比较均匀,全冠修复和加桩全冠修复改变了天然牙的应力分布模式,但两个修复体模型应力分布一致,两种应力均在舌侧颈缘和根尖出现高应力区;两种修复体模型的两种应力峰值均较天然牙明显增大,与全冠修复时剩余牙本质的应力峰值相比,加桩全冠修复时牙本质Von Mises应力峰值降低16.25％,但是最大主应力增加了30.00％.结论 根管治疗后上颌中切牙少量缺损全冠修复时桩是不必要的.     

唇形密封圈润滑性能的数值模拟

在同时考虑密封压力,密封唇口和轴表面微观形貌、密封唇口过盈量、密封唇的弹性变形等因素的基础上提出了一种对唇形密封圈润滑面进行流体动压润滑性能计算的数值模拟方法。该方法可以有效地对不同密封压力下具有不同初始过盈量的唇形密封圈的润滑性能进行模拟计算,与现有的模拟计算方法相比更为合理。将所建立的模拟计算方法应用于江苏容天乐公司生产的WR型汽车水泵轴承密封圈的研究,数值计算了轴承工作时密封区域内两粗糙表面间的最大油膜压力、平均油膜压力、最小油膜厚度、平均油膜厚度,密封唇表面摩擦力等参数,得到了不同密封压力下初始唇口过盈量变化对密封面润滑性能影响的规律曲线,并对其进行了分析。     

不同树脂材料修复对楔状缺损牙应力分布的有限元分析

目的：分析不同树脂材料修复方法对不同角度楔状缺损牙应力分布的影响。方法：通过锥形束CT扫描取得下颌第1前磨牙原始数据，并建立三组不同角度的楔状缺损三维模型：30°、60°、90°，分别用Z350复合树脂和Z350流体树脂充填缺损部位，加载100 N侧向力进行应力分析。结果：充填治疗后，范式等效(Von Mises)应力峰值明显降低；30°、60°组两种材料充填后Von Mises应力峰值比较，无明显差别；90°组流体树脂充填后Von Mises应力峰值明显高于复合树脂组。结论：通过两种树脂材料充填治疗，缺损处应力集中现象均得到显著改善。当楔状缺损角度为30°、60°时，建议使用Z350流体树脂充填治疗；当楔状缺损角度为90°时，选择Z350复合树脂充填治疗更为理想。     

粘固剂影响桩核冠修复上颌中切牙的应力分析

目的分析不同的粘固剂厚度对上颌中切牙桩核冠修复后剩余牙本质和粘固剂应力状况的影响。方法采用三维有限元分析方法,建立不同粘固剂厚度的上颌中切牙桩核冠修复的三维有限元模型,模拟前伸和正中加载,选取指标为Von Mises应力、最大主应力和剪切力,分析粘固剂层厚度变化对牙本质和粘固剂的应力分布以及应力峰值的影响。结果随着粘固剂层的增厚,各模型牙本质应力分布基本相似,前伸加载时3个模型牙本质内Von Mises应力和最大主应力集中区均在根尖,正中加载时两种应力的集中区同时出现在舌侧颈缘及根颈1/3;牙本质内Von Mises应力和最大主应力的峰值略有减小,而粘固剂层的Von Mises应力峰值、最大主应力峰值以及剪切应力峰值均明显减小,其中在前伸加载、粘固剂厚度为100μm时粘固剂层XY和YZ方向剪切应力峰值下降最为明显,分别达到了63.22%和51.46%。结论粘固剂的厚度变化对牙本质的应力影响较小,而对粘固剂本身影响较大,适当增加粘固剂的厚度可以降低粘固剂的应力峰值。     

正畸托槽粘接应力的三维有限元研究

目的：应用三维有限元法比较三种去粘接方法的优缺点。方珐：建立牙一粘接剂～托槽系统的三维有限元模型,比较相同大小的剪切力、拉力和扭转力作用下,系统各部分的应力分布情况。结果：三种加载模式下,不同界面的应力和位移分布都是不均匀的;拉力加载条件下托槽／粘接剂界面的Von—Mises应力和最大主应力最大;剪切力加载条件下釉质,粘接剂界面的Von—Mises应力、最大主应力和位移变化最大。结论：单一加载条件下,拉力更容易产生界面的粘接破坏;剪切力加载条件下的应力和位移改变较大是其易引起釉面裂纹的原因之一。     

汽车水泵轴承密封圈力学分析模型和寿命计算方法

汽车水泵轴承密封圈的密封性能与唇口过盈量密切相关。利用力学知识和Hertz接触理论推导了密封圈与轴表面的接触应力分布计算模型,分析了不同唇口过盈量下接触应力变化规律;采用自适应相关函数模拟轴的微观表面形貌,并计算了由于轴的表面微观不平度导致的轴转动一周时密封圈唇口接触应力的变化规律;根据疲劳理论和雨流法随机计数原理构建了密封圈疲劳寿命预测方法,并预测了密封圈的疲劳寿命随唇口过盈量变化的规律。本文的研究结果可为汽车水泵轴承密封圈技术的进一步研究和应用提供理论帮助。     

基于有限元模型对踝模拟扭伤机制的探讨

目的:基于有限元模型探讨踝模拟扭伤的病理机制。方法:选择1例中国成年踝关节无病变志愿者,建立正常行走中立位及踝内翻扭伤的踝足有限元模型,对比两种工况下踝关节Von Mises应力分布、距骨运动变化规律,分析横向力和纵向力对内翻扭伤的影响情况。结果:正常行走中立位时,最大Von Mises应力位于距骨外突及距骨后突;踝内翻扭伤时,距骨Von Mises应力主要集中在距舟关节、距骨颈和距骨侧突。纵向力影响下,距骨颈、内踝、外踝、距下关节等节点应力均有统计学意义,横向力影响下,8个节点均无统计学意义。结论:内翻扭伤时,踝穴大小形态决定踝关节稳定性;纵向力影响较大。扭伤后,应增加休息,减少纵向力影响,使踝关节尽快恢复,防止因养护不当造成踝关节稳定性下降、习惯性崴脚及关节炎的发生。     

牙本质微裂纹对牙体应力影响的三维有限元研究

目的 基于三维有限元法研究根管预备过程中硬组织丧失和牙根微裂纹对上颌第二前磨牙的应力影响,为分析临床上根管治疗后患牙根折率增大的成因提供一定的参考.方法 利用Micro-CT扫描上颌第二前磨牙,结合逆向工程软件建立完整牙体、仅有预备过程中组织丧失的牙体及预备后有不同牙根裂纹的预备后牙体3D模型,研究其在静态载荷下的应力情况.结果 轴向力作用于完整牙体时,牙本质Von Mises应力集中分布于舌侧颈部;侧向力作用下,Von Mises应力集中分布于加力同侧牙根中上2/3处.轴向力和侧向力作用于预备后无牙根裂纹形成的牙体时,应力分布及应力值与完整牙体相比无明显变化.当牙根裂纹产生时,轴向力作用下应力值相对于预备前无明显变化,应力有向裂纹集中的趋势;侧向力作用下,应力峰值多增大明显,且应力多集中于裂纹局部.结论 根管预备过程中的组织丧失对牙体应力情况无明显影响;牙根裂纹的产生会导致侧向力作用下应力值明显增大,且应力分布集中区域也多由牙体舌侧颈部转移至裂纹局部,牙根裂纹可能是导致根管预备后根折的重要因素.     

不同材料修复下颌第一前磨牙楔状缺损的三维有限元分析

目的 采用三维有限元模型,观察不同材料修复下颌第一前磨牙楔状缺损后的应力情况。方法 将锥形束CT(CBCT)获取的数据建立下颌第一前磨牙楔状缺损的三维有限元模型,分别采用Vita Enamic树脂(A组)、Lava Ultimate树脂(B组)、IPS e.max CAD树脂(C组)、Z350树脂(D组)修复,同时将未做任何修复治疗的楔状缺损模型作为对照组。对各组模型进行垂直和侧向45°负荷,分析各组修复体的应力分布情况。结果 与对照组相比,无论是V形或U形楔状缺损,A、B、C、D组模型在承受垂直和侧向45°负荷时Von Mises应力峰值均明显降低,其中B组最小、降幅最大,C组最大、降幅最小;且各组模型承受侧向45°负荷时的Von Mises应力峰值均明显高于垂直负荷。结论 楔状缺损患牙侧向负荷应力大于垂直负荷应力。Vita Enamic树脂、Lava Ultimate树脂均属于树脂基陶瓷,其弹性模量与牙本质相似,能够较好地分散楔状缺损患牙的应力。     

不同载荷角度下后牙残根核桩冠修复后三维有限元应力分析

目的:采用三维有限元方法,不同载荷角度对后牙残根桩核冠修复体牙本质应力大小及其分布的影响.探讨后牙残根桩核冠修复时合理的桩核设计.方法:采用CT扫描,Mimics软件及Abaqus软件建立上颌第一磨牙桩核冠的三维有限元模型.其模型包括桩核,冠,牙根,牙周膜,牙槽骨,粘接剂,根据加载方向的不同,将上述上颌第一磨牙桩核冠的三维有限元模型分为相应的实验组.在模型咬牙合面选取三个载荷点,分别在不同加载角度条件下施加80N的加载力值,计算各实验组中牙本质上的Von mises应力、最大主应力、剪切应力的应力峰值及其上应力分布方式.结果:在不同加载角度条件下,随着加载方向与牙长轴夹角度数的增大,牙本质上各项应力峰值和高应力区均增大.结论:在本实验研究条件下,不同加载方向,对后牙残根桩核冠修复体牙本质上的应力峰值和应力分布有较大影响.     

一种基于AOcontPN的信息物理系统建模方法

以V型填料密封为研究对象,对其填料装填压紧过程进行力学分析,运用弹性力学的有关理论,在考虑摩擦力、压紧力和内外接触过盈量的前提下,建立了填料装填过程的受力和变形的计算模型。运用所建立的填料密封力学计算模型,针对一个具体的V型填料密封进行了计算研究,在几种不同的工况下,计算得到了装填过程压紧力和内外过盈量大小对轴向位移和内外接触面上的应力分布规律的影响曲线,并对这些曲线进行了分析说明。     

摇椅弓角度和弧形深度对牙根和牙周组织应力分布的影响

目的：通过三维有限元法分析摇椅弓角度和弧形深度的变化对前后牙根和牙周组织VonMises综合应力分布的影响．方法：采用ANSYS有限元软件建立下颌牙列、牙周支持组织以及不同角度、不同弧形深度的0．018×0．025英寸不锈钢下颌标准弓形摇椅弓的三维有限元模型,将摇椅弓变形前后的位移差作为荷载施加于有限元模型,通过多次迭代使其满足变形协调条件,计算出牙根和牙周组织的应力分布状况．结果：在摇椅弓作用下牙根受到的综合应力最大（0．18—10．03kPa）,牙槽骨次之（0．05—1．13kPa）,牙周膜最小（0．01～0．10kPa）,且综合应力随着摇椅弓角度和弧形深度的增加而增加,综合应力集中分布于牙根、牙槽骨和牙周膜的颈部和根尖部．结论：摇椅弓角度和弧形深度的变化对牙周组织应力产生显著影响．     

基于有限元法的Vancouver B1型股骨假体周围骨折内固定力学分析

目的 基于有限元方法,对Vancouver B1型股骨假体周围骨折内固定后的稳定性及生物力学状态进行分析研究.方法 收集30名中老年健康志愿者左侧股骨CT图像数据以及股骨假体、锁定钛板的外形数据并进行三维重建.模拟人工髋关节置换术后假体周围骨折锁定板内固定手术,近端分别采用钛缆捆扎、锁定螺钉单层皮质固定及两者组合,施加模拟完全负重及部分负重的载荷,观察最大位移及峰值应力情况.结果 对于近端钛缆捆扎与锁定螺钉单层皮质固定两种方式,在模拟完全负重及部分负重压力载荷作用下的骨折位移,锁定板、假体及股骨上的应力峰值差异均无统计学意义,也即钛缆捆扎和锁定螺钉单层皮质固定后生物力学状态无明显区别.但若将两者组合使用,则可增加内固定稳定性,并且降低锁定板应力峰值,与单独使用两种内固定方式的结果差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01).结论 对于Vancouver B1型股骨假体周围骨折切开复位锁定板内固定手术,钛缆捆扎结合锁定螺钉单层皮质固定是首选的内固定方式.     

轮轨接触分析中的网格自适应技术

就有限元网格自适应加密技术在轮轨接触应力分析中的运用进行了研究,并以von-Mises等效应力超过屈服应力为网格自适应加密准则,实现了在轮轨接触中的应力集中部位单元网格的自适应加密,提高了轮轨接触应力分析的计算精度和效率。     

胆囊三维有限元力学模型的构建

目的 建立人胆囊三维有限元力学模型,用于胆囊的非侵害性生物力学研究和手术模拟.方法 根据胆囊的解剖学数据,在参数化CAD软件PRO/E中建立胆囊的三维交互式CAD模型,以IGES格式导入到通用有限元分析软件ANSYS中,以20节点SOLID95单元划分几何模型并赋材料属性建立有限元模型.模拟胆囊底受钳夹的工况,分析胆囊在位移载荷下的形变和应力分布.结果 成功建立了具有几何相似性和物理相似性的三维胆囊有限元模型,包含了胆囊底、体、颈结构,共14 520个单元,82 524个节点.模拟胆囊底受钳夹工况时,形变集中在胆囊底顶部区域,而应力集中在胆囊床边缘和胆囊颈与胆囊管部.结论 有限元法可模拟胆囊在手术中的力学响应,可用于胆囊的生物力学研究.     

椎体后凸成形术后骨水泥椎间盘渗漏对邻近节段力学影响的有限元分析

目的 探索椎体后凸成形术(PKP)术后骨水泥椎间盘渗漏对相邻椎体的力学影响,探讨相邻椎体继发骨折的病因.方法 利用MIMICS软件用有限元方法对1例T12压缩骨折PKP术后出现椎间盘骨水泥渗漏的患者手术前后CT图片进行预处理,后导入ABAQUS软件中建立T10-L2的三维有限元模型,设置0.3、1.0、4.0 Mpa 3种轴向载荷进行生物力学分析,观察不同载荷下模型整体及各部分的Von Mises应力,重点评价骨水泥椎间盘渗漏对骨折相邻椎体的力学影响.结果 成功建立了PKP术后骨水泥椎间盘渗漏的手术前后三维有限元模型,当轴向压力以0.3、1.0、4.0 MPa增加后,椎间盘、软骨终板和椎体整体的应力也成比例增加.PKP术后脊柱胸腰段各部位的应力开始重新分布,增强椎体(T12)的上、下终板应力增强区域范围增加;相邻椎间盘(T11-12、T12-L1)及相邻终板(T11下终板、L1上终板)的应力增强区域增加;T12相邻椎体(T11、L1)所受最大应力显著增加,但是远端椎体(T10、L2)的最大应力明显减少.结论 PKP术后骨水泥椎间盘渗漏引起上下相邻椎体继发骨折的并发症可能和生物力学行为的改变密切相关.

Abstract：

Objective To explore the biomechanical effects on adjacent vertebra of thoracolumbar osteoporotic vertebral compression fracture (OVCF) after percutaneous kyphoplasty (PKP) with cement leakage into the disc by using finite element analysis. Methods T10-L2 segment data were obtained from computed tomography (CT) scans of an elder female with single T12 OVCF undergoing a cement leakage into the T1 2-L1 disc after PKP. A three-dimensional finite element Model of thoracolumbar spine (T10-L2)was built in the Mimics and the ABAQUS software. The stress on annulus fiber, nucleus pulposus, endplate and facet joints under axial pressure (0. 3, 1.0, 4. 0 MPa) were analyzed. Results The 3D finite element after percutancous kyphoplasty (PKP) with cement leakage into the disc may be strongly related with the changes of biomechanical effects on adjacent vertebras of thoracolumbar OVCF. Models of thoracolumbar OVCF before and after PVP with a cement leakage into the T12-L1 disc were successfully established. The stresses increased with a rising axial pressure in the model of cement leakage into the disc after PVP, the stress augmentation scope on adjacent end plates ( T11 low plate & L1 top plate) and intervertebral disc (T11-12 & T12-L1 ) increased. The maximal Von Mises stress on adjacent vertebras (T11 & L1 ) increased while but the maximal Von Mises stress on end vertebras (T10 & L2) decreased. Conclusion Postoperative adjacent vertebral fracture.     

口腔种植研究——上颌前牙平台转换种植体周围应力分布的有限元分析

目的建立种植体支持的上颌中切牙模型,分析平台转换基台连接方式对种植体周围组织应力分布的影响,为临床应用平台转换基台提供参考。方法利用Solidworks画图软件建立种植体支持的上颌中切牙模型,基台采用传统平齐对接（Normal Model,N）和平台转换（Platform switching Model,PLS）设计,将数据导入ANSYS11．0分析软件建立三维有限元模型进行应力分布分析。垂直舌侧牙面进行加载,载荷为118N,比较两种模型种植体周围各部位的应力分布情况。结果两种模型皮质骨最大应力值均位于种植体颈部颊侧骨皮质,N和PLS最大VonMises应力值分别是50．08Mpa、37．34Mpa．两种不同设计钛基台周围的应力值分别是133．05Mpa、284．15Mpa。结论与平齐对接形式相比,平台转换设计可减少种植体颈部皮质骨组织的应力,但同时使基台肩台、种植体颈部、牙冠颈部所受应力增加,两种模型松质骨应力大小相似。     

桩核连冠与桩核冠修复中牙本质的应力分析

目的 用三维有限元对比分析在桩核连冠(桩冠一体)与桩核冠(桩冠分体)修复中,不同牙本质肩领、不同载荷条件下牙本质应力的变化.方法 建立了下颌第二前磨牙的桩核连冠与桩核冠的三维有限元模型,并运用有限元分析软件ANSYS求解牙本质的应力变化.结果 牙本质等效应力峰值的大小,桩核连冠与桩核冠均无明显变化;等效应力峰值的分布,桩核连冠比桩核冠更趋向于牙根部.结论 临床用桩核连冠或桩核冠进行修复时,基牙牙根有不同的牙本质应力的变化.     

基于CTA影像数据的个体化颅内动脉瘤的流固耦合力学模型

目的建立基于CTA影像数据的个体化颅内动脉瘤的流固耦合力学模型。方法用MIMICS软件读取1例患者颅内动脉瘤
影像CTA影像DICOM数据,进行三维实体重建。应用ANSYS+CFX软件进行流固耦合模型的数值仿真。分析了模型的敏感
性,并与刚性模型进行了比较。结果建立了个体化颅内动脉瘤血流动力学流固耦合模型,直观地模拟动脉瘤壁剪切力以及瘤壁
变形的变化过程,可以输出压力、剪切力、范-米斯氏应力和壁变形程度等结果。小杨氏模量可以导致壁较大的变形,壁厚则变形
程度小。与刚性模型比较,相对于壁剪切力和血流速度,压力变化不大。结论流固耦合模型比刚性模型更接近真实情况,模拟
的结果有利于进行动脉瘤发生、生长及破裂的研究。
     

种植体-基桩界面结构的三维有限元应力分析

目的研究连接方式对种植体-基桩界面受力的影响。方法利用三维有限元方法,分析比较Spline、外六边、内六边及莫氏锥度连接方式的种植体、基桩及中央螺钉在预负荷、垂直载荷200、500 N及斜向载荷100 N作用下的应力分布情况。结果中央螺钉的最大应力值位于螺钉头部与螺杆交接处;Spline种植体的最大应力值位于突起根部,该连接方式的中央螺钉的应力值高于种植体和基桩;侧向载荷使种植体-基桩连接各部件的应力明显增大。结论Spline连接方式的中央螺钉可以起到弱连接的作用;临床上应尽可能减小种植义齿受到的侧向力,以保证种植体-基桩界面的长期稳定性。