شبيه سازي عددي پل هاي دنداني تحت بار گذاري ترمومكانيكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده: طراحي پل دنداني مستلزم تعيين دقيق توزيع تنش‌هاي ترمومكانيكي و تغييرشكل بهصورت مطالعه كلينيكي، تجربي و روش‌هاي عددي است. در اين تحقيق مدل سه‌بعدي پل دنداني بين دندان پرمولر اول و مولر اول در نرمافزار انسيس‌ ورك‌بنچ تحليل شد. پل دنداني از جنس سراميك و طلا به مدت 5 ثانيه در معرض سيال با دماي 4 و 60 درجه سانتيگراد روي سطوح جونده و مخفي قرار گرفت. الگوي توزيع دما و تنش حرارتي در هر دو پل دنداني از جنس سراميك و طلا طي 5 ثانيه بعد از اعمال شار حرارتي مشابه است، اما نرخ انتقال حرارت از سطح به ريشه دندان در پل دنداني از جنس طلا بيشتر از سراميك است. تغييرات دماي گذرا، وابسته به ميزان شار حرارتي است كه توسط ضريب هدايت حرارتي و گرماي ويژه مربوط به پل دنداني و بافت دندان كنترل مي‌شود. ماكزيمم تنش حرارتي ايجاد شده در دماي 4 درجه سانتيگراد بيشتر از دماي 60 درجه سانتيگراد است و به ضريب انبساط حرارتي، مدول الاستيك و ميدان دما وابسته است. هرچه اختلاف ضريب انبساط حرارتي پل دنداني و تاج بيشتر باشد، تنش بيشتري در بافت دندان و پل ايجاد مي‌شود. ماكزيمم تنش حرارتي در پل دنداني از جنس طلا حدود 30 درصد بيشتر از پل سراميكي است. بار استاتيكي و بار ضربه نيز در وسط پل دنداني اعمال شد. اولين بار استاتيكي بهصورت نيروي عمودي و معرف ميانگين نيروي مربوط به گاز زدن غذا در ناحيه دندان مولر است. دومين بار استاتيكي بهصورت نيروي مايل در زاويه 45 درجه نسبت به سطح جونده و به سمت بيرون دندان بود كه معرف نيروي اعمال شده حين دندانقروچه و جويدن غذاهاي سخت است. شبيهسازي نيروي ضربه از طريق ضربه‌زننده با انرژي جنبشي اوليه متفاوت در راستاي عمود بر سطح جونده انجام شد. مطابق نتايج، بيشترين تنش مكانيكي در قسمتهاي اتصال پل در دوطرف دندان مصنوعي وسط و نيز در سطح جونده و سطح زيرين دندان مصنوعي وسط ايجاد شد. هم‌چنين مشخص شد كه در مواردي كه فقط نيروهاي عمودي لحاظ شوند، تنش حدود 40 درصد نسبت به نيروي مايل كمتر پيش‌بيني مي‌شود. در هر دو حالت بارگذاري مايل و عمودي، تنش مكانيكي در پل از جنس سراميك كمي نسبت به طلا بيشتر بود. شدت تنش تحت ضربه‌زننده صلب با سرعت‌هاي عمودي 25، 50 و 75 متر بر ثانيه به ترتيب 1.35، 2.2 و 3 برابر تنش استاتيكي بود و نيروي عكس العمل در ريشه‌ها متناسب با مقدار انرژي جنبشي ضربهزننده بدست آمد.

214047

طراحي كاربردي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

زهرا زماني