上海交通大学学报(自然版) ›› 2014, Vol. 48 ›› Issue (09): 1263-1267.
黄辉祥1,汤文成1,吴斌2,严斌3
收稿日期:2014-01-14
基金资助:国家自然科学基金项目(51305208),江苏省博士后科研基金项目(1102046C)资助
HUANG Huixiang1,TANG Wencheng1,WU Bin2,YAN Bin3
Received:2014-01-14
摘要:
为了准确预测牙周膜的力学行为,采用指数超弹性模型对牙周膜剪切实验及临床口腔正畸进行模拟分析,基于连续介质力学理论推导了模型的本构方程和弹性张量,开发了模型的ABAQUS UMAT子程序,并通过指数超弹性模型的本构方程与4组剪切实验数据的拟合获得模型参数.拟合结果表明,指数超弹性模型能够准确描述牙周膜的非线性力学行为.同时,通过有限元分析所获计算结果分别与4组牙周膜剪切实验结果的对比,验证了所开发的牙周膜指数超弹性模型UMAT子程序的正确性.经临床口腔正畸模拟结果显示,在正畸载荷作用下,牙周膜的应力主要集中在牙颈和根尖处.
中图分类号:
黄辉祥1,汤文成1,吴斌2,严斌3. 基于超弹性模型的牙周膜力学行为数值模拟[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(09): 1263-1267.
HUANG Huixiang1,TANG Wencheng1,WU Bin2,YAN Bin3. Numerical Simulation of Mechanical Behaviors of Periodontal Ligament Based on Hyperelastic Model[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2014, 48(09): 1263-1267.
| [1]Kawarizadeh A, Bourauel C, Jager A. Experimental and numerical determination of initial tooth mobility and material properties of the periodontal ligament in rat molar specimens [J]. European Journal of Orthodontics, 2003, 25(6): 569578.[2]Natali A N, Pavan P G, Carniel E L, et al. Viscoelastic response of the periodontal ligament: An experimentalnumerical analysis [J]. Connective Tissue Research, 2004, 45 (45): 222230.[3]Lu H, Mai Z, Chen Q, et al. Initial stress distribution of the maxillary anterior teeth, periodontal ligament and alveolar bone by different intruding loadings: A threedimensional finite element analysis [J]. Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research, 2011, 15(48): 89648967.[4]Hohmann A, Kober C, Young P, et al. Influence of different modelling strategies for the periodontal ligament on finite element simulation results [J]. American Journal of Orthodontics Dentofacial Orthopedics, 2011, 139 (6): 775783.[5]Qian L, Todo M, Morita Y, et al. Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal ligament [J]. Dental Materials, 2009, 25(10):12851292.[6]Fill T S, Carey J P, Toogood R W, et al. Experimentally determined mechanical properties of, and models for, the periodontal ligament: Critical review of current literature [J]. Journal of Dental Biomechanics, 2011, 10:19.[7]魏志刚, 汤文成, 严斌, 等. 基于有限元法的牙周膜本构模型研究[J]. 工程力学, 2009, 26(10): 211216.WEI Zhigang, TANG Wencheng, YAN Bin, et al. Study on the constitutive model of periodontal ligament based on finite element method [J]. Engineering Mechanics, 2009, 26(10): 211216. [8]匡震邦. 非线性连续介质力学[M]. 上海:上海交通大学出版社, 2002: 179185. [9]Gao Z, Lister K, Desai J P. Constitutive modelling of liver tissue: Experiment and theory [J]. Annals of Biomedical Engineering, 2010, 38(2): 505516.[10]Toms S R, Eberhardt A W. A nonlinear finite element analysis of the periodontal ligament under orthodontic tooth loading [J]. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 2003, 123(6): 657665.[11]Toms S R, Dakin G J, Lemons J E, et al. Quasilinear viscoelastic behavior of the human periodontal ligament [J]. Journal of Biomechanics, 2002, 35 (10):14111415.[12]黄辉祥, 汤文成, 吴斌, 等. 基于超弹性模型的牙周膜生物力学响应[J].东南大学学报:自然科学版, 2013, 43(2): 340344.HUANG Huixiang, TANG Wencheng, WU Bin, et al. Biomechanical response for periodontal ligament based on hyperelastic model [J]. Journal of Southeast University: Natural Science Edition, 2013, 43(2): 340344.第48卷 第9期2014年9月上海交通大学学报JOURNAL OF SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITYVol.48 No.9Sep. 2014 |
| [1] | 金韬, 高斌, 王强强, 周行, 何文, 冯少孔. 拟共震源高密度面波法数据反演模拟算法及应用[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(7): 1029-1040. |
| [2] | 张强, 陈振华, 王文龙, 苏怀维, 迟德建. 炸点控制对钢筋混凝土T梁桥的毁伤特性数值模拟研究[J]. 空天防御, 2025, 8(5): 83-90. |
| [3] | . 步幅对膝关节接触的影响[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(4): 759-767. |
| [4] | 巩超, 侯远杭, 张宇骐, 刘殿勇, 万跃进. 畸形波浪环境下的埋首式无人艇水面运动特性[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(4): 447-457. |
| [5] | 王子阳 , 王晓华, 郭冲霄, 等. 串油工艺研究及方法优化[J]. 海洋工程装备与技术, 2025, 12(4): 104-115. |
| [6] | 武晓龙, 夏凯龙, 孟德君, 郝晟淳, 朱铭敏. 非轴对称布局压气机试验与数值模拟研究[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(12): 1916-1928. |
| [7] | 李易, 欧树彦, 梁伟栋, 董佳宝, 庄至栋. 飞行器低空大动压整流罩旋抛分离数值模拟[J]. 空天防御, 2025, 8(1): 102-108. |
| [8] | 朱晔1, 任东1, 张爽2, 曹倩3. 考虑人体躲避效应的脊柱侧弯矫形力生物力学分析[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(1): 187-196. |
| [9] | 叶鹏,富荣昌,王召耀. 不同节段的颈椎前路椎间盘切除和融合术中植入Cage-Plate或Zero-P融合器系统后相邻节段生物力学分析[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(1): 166-174. |
| [10] | 徐浩东, 余童真, 樊伟, 李明广, 刘念武. 顶管施工过程中浆液扩散对减阻效果影响[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(7): 1067-1074. |
| [11] | 邓贺方, 夏凯龙, 滕金芳, 羌晓青, 朱铭敏, 卢少鹏. 不同转速下沟槽型机匣对跨声速压气机性能的影响[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(6): 1151-1160. |
| [12] | 冯漾漾, 丁浩亮, 胡平山, 严波. 注塑模稳态温度场的有限体积法模拟[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(4): 461-467. |
| [13] | 刘羿伯1, 毕羽琴1, 马 强2, 3, 肖华平1, 刘书海1. 水下螺旋轴流混输泵叶轮的结构设计与优化[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(4): 14-20. |
| [14] | 王 慧, 杜登轩, 刘海超, 喻国良, 张民曦. 均匀来流中带环翼的复合桩墩的局部冲刷数值试验研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(3): 1-9. |
| [15] | 翟旭茂, 田新伟, 张传斌, 李玉娟, 刘硕, 崔毅. 柴油机活塞缸套摩擦副润滑和多柔体动力学耦合特性[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(3): 324-332. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||