前方牵引下颅面复合体骨缝应力特征的三维有限元分析

摘要

目的：分析在不同角度下的前方牵引力加载下，颅面复合体三维有限元模型上不同部位骨缝的应力变化特征。比较分析在腭中缝未打开的三维有限元模型上和腭中缝打开的三维有限元模型上加载相同的作用力的骨缝应力变化特点。
　　 方法：使用先进的薄层CT扫描骨性安氏Ⅲ类患者颅面复合体，得出扫描数据，通过Dicom格式进行数据传导，经过一系列三维有限元建模软件处理建立腭中缝未打开的颅面复合体三维有限元模型。第一步实验在三维有限元模型上分别加载与牙合平面成-40°，0°，+40°方向，每侧4.9牛的前方牵引力，施力点在尖牙的唇侧，分析模型上各个骨缝的应力变化特点；第二步实验建立腭中缝打开的颅面复合体三维有限元模型，并在模型上分别加载与牙合平面成-40°，0°，+40°方向，每侧4.9牛的前方牵引力，施力点在尖牙的唇侧，分析模型上各个骨缝的应力变化特点；对比分析第一步实验和第二步实验中骨缝的应力变化特点。
　　 结果：第一步实验中在加载情况相同时翼腭缝、鼻额一额颌缝受到的应力较大；当加载力值的方向与牙合平面成-40°时，各骨缝受到的应力明显小于加载力值与牙合平面成0°时或成+40°时的应力。角度的改变对颧颌缝、前牙牙槽突基底区受到的应力影响相对较小，而对鼻额一额颌缝和鼻颌缝影响较大。第二步实验中在加载情况相同时鼻额-额颌缝、前牙区牙槽突基底区和翼腭缝受到的应力较大；当加载力值的方向与牙合平面成-40°时，大部分骨缝受到的应力小于加载力值与验平面成0°时或成+40°时的应力。角度的改变对前牙牙槽突基底区受到的应力影响相对较小，而对颞颧缝和鼻额-额颌缝影响较大。在加载方向为-40°时，在腭中缝打开的模型上加载作用力相对于腭中缝未打开时各骨缝受到的应力变化明显。
　　 结论：
　　 (1)当加载力与牙合平面成-40°角时，各条骨缝受到的应力值较小。
　　 (2)在腭中缝打开的颅面复合体三维有限元模型上加载作用力，相对于腭中缝未打开的模型，在相同的加载情况下，骨缝上受到的平均应力都有所增加，以加载方向与骀平面成-40°的角度上应力增加最为明显。
　　 (3)在加载情况相同时，骨缝上不同的点受到的应力值不同。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略词表

第一章前言

第二章实验对象与建模过程

2.1引言

2.2实验对象

2.3建模方法

2.4建模中的技术说明

2.4.1颅面复合体三维有限元模型不同组织的力学参数见表1

2.4.2边界条件设定

2.5模型生成的图片

2.6小结

第三章腭中缝未打开模型实验方法及结果

3.1引言

3.2实验加载工况设计

3.3实验处理方法

3.4实验结果

3.4.1不同工况下各个骨缝的应力图形见图3A、B、C

3.4.2不同工况下各个骨缝的应力值见表3

3.5小结

第四章腭中缝打开模型实验方法及结果

4.1引言

4.2实验加载工况设计

4.3实验处理方法

4.4实验结果

4.4.1不同工况下各个骨缝的应力图形见图5D、E、F

4.4.2不同工况下各个骨缝的应力值见表4

4.5小结

第五章讨论

5.1引言

5.2颅面复合体的结构和骨缝的选择

5.3模型的建立和工况设计

5.4等效应力和应力分布特征

5.4.1等效应力

5.4.2应力分布特征

5.5小结

第六章结论

参考文献

第二部分：论文综述 三维有限元法在口腔建模中的应用

致谢