上颌牙列生理性支抗控制矫治器三维有限元模型的建立及受力分析

摘要

目的:建立上颌牙列生理性支抗控制矫治器三维有限元模型并进行数值分析。
　　方法:选取一名个别正常合志愿者，将CT扫描数据输入Mimicsl7.0软件，通过三维重建的方法获得牙齿及颌骨（含皮质骨和松质骨）的三维模型。以stl格式转入逆向工程软件Geomagic Studio，对模型进行精修和细化。矫治器三维模型是在NX软件中设计得到。弓丝定义为几何非线性，将得到的牙齿、颌骨、矫治器，弓丝和辅弓模型以stp格式输入NX软件进行装配，以ANSYSl5.0软件进行网格划分，最终建立牙齿、皮质骨、松质骨、弓丝、托槽的三维有限元模型分析弓丝入槽时各牙位的受力情况。并通过建立包含压低辅弓的PASS矫治器三维有限元模型，研究压低辅弓在PASS矫治技术中对前牙的压低作用以及对磨牙增强支抗的作用。设置三种工况，分析主辅弓结扎位点分别置于中切牙近中、侧切牙近中、侧切牙远中时牙列的整体受力情况及前牙的运动趋势。
　　结果:建立了包括牙齿、颌骨、生理性支抗矫治器、弓丝、的三维有限元的整体模型。弓丝入槽后第一磨牙及尖牙均产生了冠远中,根近中的旋转移动趋势。主辅弓结扎位点在中切牙间时，前牙压低效果明显；侧切牙近中结扎时前牙唇倾效果明显；侧切牙远中结扎时，前牙出现舌倾伴压低的趋势。三种工况下磨牙后倾的位移趋势均较大。
　　结论:建立了生理性支抗控制矫治器有限元模型。可以模拟临床牙齿受力情况和位移趋势，有利于临床对该项技术的理解和应用。

目录

声明

中英文缩略词对照表

前言

内容与方法

1.1 研究对象

1.2 实验材料

1.3 CT扫描

1.4 计算机的硬件及软件

2.1 建立上颌牙列的几何模型

2.2 建立PASS矫治器及弓丝的几何模型

2.3 建立包含PASS矫治器的三维有限元模型

2.4 建立包含主弓丝和辅弓的有上颌牙列三维有限元模型

2.5 参数定义及网格化分

2.6 实验假设

2.7 设定模型边界约束和接触关系

2.8 工况设计

3 质量控制

4 技术路线图

结果

1 建立了上颌牙列生理性支抗控制矫治器三维有限元模型

1.1 上前牙三维位移趋势和磨牙的三维位移趋势

2 建立了包含压低辅弓的生理性支抗控制矫治器三维有限元模型

2.1 主辅弓不同结扎位点上最大位移牙位及位移趋势

2.2 当主辅弓结扎位点位于中切牙之间时的位移趋势

2.3 当主辅弓结扎位点位于侧切牙近中时的位移趋势

2.4 当主辅弓结扎位点位于尖牙近中时的位移趋势

2.5 三种不同主辅弓结扎位点下左上中切牙的位移趋势对比

2.6 三种不同主辅弓结扎位点下第一磨牙的位移趋势对比

讨论

小结

致谢

参考文献

附录

综述:三维有限元建模方法的研究进展

攻读硕士学位期间发表的学术论文

导师评阅表