《用有限元方法研究Begg丝系统力学行为的方法探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用有限元方法研究Begg丝系统力学行为的方法探讨（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川大学硕士学位论文用有限元方法研究B e g g 丝系统力学行为的方法探讨生物医学工程专业研究生陈震指导教师樊瑜波在口腔正畸临床实践中，分析在特定治疗方案下各牙齿上所受的力及力矩的大小和方向，籍以预测目标牙齿的移动方向，估计牙周膜上所受应力的大小及其分布，这一分析过程对估计治疗周期与评价治疗效果具有重要意义。当前的口腔正畸分析多采用建立数个牙齿或整个牙列的二维或三维模型，然后使用有限元分析软件在给定约束或载荷下对其进行求解的方式来完成。这种方法建模过程较为复杂，要求有一定的设各和器材；为克服这些缺点，作者选择口腔正畸临床实践中常用的B e g g 丝系统进行有限元分析实验，以找出较为合适的建
2、立B e g g 丝系统几何模型的方法和对其进行有限元分析时使用的合适单元类型，加载与约束方式，进一步根据分析结果探讨合理地使用对弓丝系统进行有限元分析部分代替对相应牙齿的有限元分析的可行性。在实验和分析过程中作者主要完成了以下四项工作：( 1 ) 介绍使用通用商业有限元分析软仆A N S Y S7 0 中可用的单元建立简化的B e g g 丝系统的有限元模型的方法；( 2 ) 根据有限元分析结果与文献中实验结果的对比建议建立简化的1 3 e g g 丝系统有限元模型的合适单元类型单元数目，约束和加载方式；( 3 ) 讨论由弓丝模型上结点的位移根据有限元计算结果反求弓丝作用在相应牙上的矫治力系
3、统的可行性。( 4 ) 建立弯制有磨牙支抗曲B e g g 丝系统的有限元模型，探讨其建模和分析的方法，根据有限元分析结果评估模型的可靠性并讨论模型中存在的问题。关键词有限元分析方法B e g g 丝系统A N S Y S7 0 软件四川大学硕士学位论文T h er e s e a r c ho nt h ef o r c ep e r f o r m a n c eo fB e g ga r c h w i r es y s t e mb yu s i n gF i n i t eE l e m e n tM e t h o dB i o m e d i c a lE n g i n e e
4、 r i n gC a n d i d a t e ：C h e nZ h e nS u p e r v i s o r ：F a n Y u b oI nt h ec l i n i cp r a c t i c eo fo r t h o d o n t i c s ，t h ea n a l y s i so ft h ef o r c ea n dm o m e i l tw h i c ha c to nt h ec e r t a i nt o o t hi si m p o r t a n t I nt h ec u r r e n ts t u d i e s ，t h eF
5、E M ( F i n i t eE l e m e n tM e t h o d ) w a su s u a l l yu s e dt oa n a l y z et h e2 - Do r3 - Dm o d e lo ft h et e e t h T h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h eF E A ( F i n i t eE l e m e n tA n a l y s i s ) s o l u t i o n s ，t h er e s e a r c h e rg e tc e r t a i ni n f o r m a t i
6、o nw h i c hc o v e r db yt h ep h e n o m e n o n T h ec o m m e r c i a lF E Mp a c k a g e sw e r eo f t e nu s e dt of i n i s h e dt h en u m e r i cs i m u l a t i o n ，t h r o u g hs e t t i n gu pm o d e la n da p p l y i n gf o r c ea n dc o n s t r a i n t st ot h em o d e l ，t h eF E As o
7、 l v e rc o m p u t e dt h eF E Ms o l u t i o n T h et h es t r e s so rs t r a i nw h i c hd i s t r i b u t e do nt h em o d e lC a nb eo b t a i n e d I nt h ep a s t , m a n y2 - Do r3 - DF E Mm o d e l sw h i c ha b o u tt h et e e t hw e r es e tu p B u tt h ea n a l y s i so ft h eo r t h o
8、d o n t i ca p p l i a n c eh a sn o tb e e ng i v e ne n o u g ha t t e n t i o n I nt h et h e s i s ，t h em a i na i mi sh o wt os i m u l a t et h es y s t e mo fB e g ga r c h w i r ea n db r a c k e t sb yu s et h eF E Mp a c k a g eA N S Y S7 O T h et h r e er e s u l t sw e r ea c q u i r e
9、df r o mt h i ss t u d y ：T h ef i r s t ，t h ep r e f e r a b l ee l e m e n tt y p ea n dp r e f e r a b l ee l e m e n tn u m b e rf o rt h eF E Ao ft h ea r c h w i r es y s t e mw e r eg o tb yu s i n gA N S Y S7 0 S e c o n d l y , B a s e do nt h ef i r s ts t e p ，am e t h o df o rs i m u l
10、a t i o nt h ea r c h w i r es y s t e mt h a tt h em o l a rr e s i s t a n c eb e n d i n gh a sb e e nm a d e da n dt h ea r c h w i r eW a Sc o n s t r a i n t e dt ot h eb r a c k e t sW a Sa c q u i r e d T h e nt h ee v a l u a t i o no ft h i sm e t h o dw a sa c t e d T h el a s t , t h ea
11、n a l y s i so ft h es o l u t i o n sw h i c hg o ti nt h ep r e v i o u st w os t e p sw e r ea c t e d ，t h ed e t a i l sf o rs e t t i n gu pt h em o d e lo ft h ea r c h w i r es y s t e mw e r es u g g e s t e d F u r t h e r m o r e ，t h ed i s c u s so ft h ec a u s e so f t h es o l u t i
12、o n sw e r em a d e ，a n ds o m ep r o b l e m si nt h em o d e Jw e r er e f e r e d 四川大学硕士学位论文T h ep a p e rd e v e l o p e daG U I ( G m p h i cU s e rI n t e r f a c e ) s o l v e rf o rat y p i c a lc o m p u t a t i o nm o d e l f 2 6 】w h i c ha b o u tt h ea r c h w i r es y s t e m T h ec o
13、 d e sw e r ew r i t e di nM i c r o s o f tV i s u a lB a s i c n e t1 D E ( I n t e g r a t e dD e v e l o p m e n tE n v i r o n m e n t ) T h ec o d e sw h i c hb a s e do nt h eM a t l a b6 , 5I D Ei sa b o u ts i m u l a t i n gt h ea r c h w i r es y s t e mt h a tt h em o l a rr e s i s t a
14、n c eb e n d i n gW a sm a d e da n dt h ea r c h w i r eW a Sc o n s t r a i n t e dt ot h eb r a c k e t s K e y w o r d sF E MB e g ga r c h w i r es y s t e mA N S Y S7 0p a c k a g e四川大学硕士学位论文1 绪论 1 1 引言在口腔正畸临床实践中，分析在特定治疗方案下各牙齿上所受的力及力矩的大小和方向，籍以预测目标牙齿的移动方向，估计牙周膜上所受应力的大小及其分布，这一分析过程对估计治疗周期与评价治疗效果具
15、有重要意义。但是由于正畸治疗中的操作方法多种多样，口腔中的复杂环境，牙弓及牙齿形状的不规则等等因素，导致对于口腔正畸的分析摸型，传统的力学分析方式既无现成公式可循又无成熟的方法可依，因此当前口腔正畸的力学分析均使用数值方法进行。当前的口腔正畸分析多采用建立数个牙齿或整个牙列的二维或三维模型，然后使用有限元分析软件在给定约束或载荷下对其进行求解的方式来完成。这种方法有其优越性，但建立牙齿或牙列的几何模型较为复杂，要求有一定的设备和器材，同时修改几何模型很困难，所建的模型没有统一的标准可以互相比较，数据格式不规范，分析结果各种各样，有些数据之间甚至相互矛盾。与此相对应的，对正畸器械的力学分析报道却
16、很少，本文认为，选择合适的正畸器械进行力学分析，可以弥补上述对牙齿进行有限元分析的部分不足之处。而且与对牙齿的有限元分析相比，模型的建立对设备的依赖性较小，通过反求出正畸器械作用在牙齿上的力和力矩，不失为对牙齿的有限元分析结果的有益参考。同时对正畸器械的力学分析形式较易实现标准化，便于数据之间的比较。基于此种考虑，本文选择口腔正畸临床实践中最为常用的B e g g 丝系统进行有限元分析的实验，目的是找出较为合适的对其建立几何模型的方法和进行有限元分析时使用的合适单元类型，加载与约束方式，并探讨合理地使用对弓丝系统进行有限元分析部分代替对相应牙齿的有限元分析的可行性。1 2 研究概况澳大利亚正畸学家S i m t q 于1 9 7 7 年首次用实验的方法测出了各种支抗曲角度所能产生的压低前牙的力，美国正畸学者T h o r n t o n t ”】和N i k o l a i l t 0 1 于1 9 8 1 年测出了考虑I I 类牵引时各种支抗曲角度所能产生的压低前牙的力，美国正畸学者K e s l i n g 2 4 1 1 9
