正畸中牙根形态对牙根应力分布的影响

对比分析正常形态和牙根弯曲的牙齿在正畸力作用下牙根及牙周膜的应力分布,为临床上不同形态牙齿的正畸方案提供参考.选用正常形态和牙根弯曲的上颌侧切牙,考虑相同的牙槽骨,基于CT扫描分别建立三维有限元模型,施加与整体移动、倾斜移动和压入移动相对应的载荷,对两个模型在相同载荷作用下牙根和牙周膜的von Mises应力进行比较.结果表明,3种载荷工况下,两种形态牙根的应力分布规律相似,整体移动和倾斜移动的载荷作用下,应力都是自根尖向牙槽骨嵴顶处逐渐增大;压入移动的载荷作用下,在远中根尖附近都出现一个应力集中区,牙根应力的最大值就在这个区域.然而,各载荷工况下,弯曲牙根模型的牙根和牙周膜的应力值都明显高于正常形态牙根模型,特别是压入移动,很可能导致牙根吸收.牙根弯曲会导致牙根及牙周膜应力的增高,正畸治_疗中应考虑牙根形态异常对某些移动方式不利的情况,以采取相应的措施.     

正畸力与牙齿移动的光弹性研究和临床应用

采用三维光弹冻结切片法，分析了不同加载方式下牙周组织的应力分布规律。以牙齿、牙周膜、牙槽骨分别成型的组合模型来模拟我国１２～１５岁儿童的错合畸形矫治，得出了最佳加力方式——加水平正畸力的同时施加一力偶，可使牙齿产生较快整体移动，从而缩短了疗程。临床应用证明该方法可行，达到了预期效果。     

正畸力与牙齿移动的光弹性研究和临床应用

采用三维光弹冻结切片法，分析了不同加载方式下牙周组织的应力分布规律，以牙齿，牙周膜，牙槽骨分别成型的组合模型来模拟我国１２～１５岁儿童的错合畸形矫治，得出了最佳力方式－加水平正畸力的同时施加一力偶，可使牙齿产生较大快整体移动，从而缩短了疗程，临床应用证明该方法可可行，达到了预期效果。     

牙釉质和牙髓不同材料属性对牙周组织应力分布的影响

对比分析区分牙釉质和牙髓与否对牙周组织应力分布的影响,指导建模时是否考虑牙釉质和牙髓。选用正常形态的下颌中切牙,基于CT扫描建立三维有限元模型,所有结构都采用各自的材料属性,在此基础上,将牙釉质、牙髓分别考虑为和牙本质相同的材料属性,施加与5种典型正畸牙移动相对应的载荷,对3个模型在相同载荷作用下牙周组织的von Mises应力进行比较。结果表明,将牙本质的材料属性赋予牙釉质和牙髓导致牙根的最大应力差异分别为21.43%和9.25%,而对牙周膜和牙槽骨的计算结果几乎没有影响。当研究对象是牙体时,模型应区分牙釉质和牙髓;而当研究对象是牙周膜和牙槽骨时,则可不做区分。     

附着体式固定义齿倾斜基牙修复前后应力分布的 各向异性三维有限元分析

失牙后未能及时修复将造成邻牙向缺隙侧倾斜,从而牙体缺隙侧应力集中,牙槽骨破坏。采用常规的修复方法难以获得好的修复效果或将对基牙造成更大的损伤,采用各向异性的数据建立修复前后具有可对比性的三维有限元模型,研究采用附着体修复方法,在修复前后不同受载情况下,得到了修复前后基牙的应力分布数据,结果表明：倾斜基牙单独承受牙牙时,基牙近中牙槽骨应力较高。附着体式固定义齿修复后,在承担牙力时,倾斜基牙的应力分布能明显得到改善。本研究为临床修复倾斜基牙提出了新的修复方法,并为采用附着体修复倾斜基牙提供了生物力学依据。     

基于牙齿CT图像的三维实体重建及有限元分析

建立牙齿组织以及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型,并对单颗牙齿进行有限元分析,为医学图像的三维重建提供理论参考和实践基础。利用CT图像的DICOM格式数据,通过3D-doctor软件重建牙齿组织的三维实体模型,然后导入ANSYS中形成网格模型,模拟咬合加载,计算应力、应变。建立了3种包含二牙根牙齿、含缺失图层的三牙根牙齿及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型,可以反映牙齿的表面形态和内部结构;采用相关临近图层替代缺失图层的方法,建立了完整的牙齿三维实体模型,没有缺失和不连续现象;上、下牙颌配对,能够清晰准确的反映牙齿的咬合关系。通过建立可视化三维牙齿的实体模型,反映牙齿的外形和内部结构。利用有限元分析方法,能够简捷有效的分析牙齿各部分的应力、应变,为临床应用提供理论依据。     

模具沉积层应变的模拟

为分析沉积层应变的变化情况,并找出温度与形变的变化规律,采用有限元分析软件ANSYS计算并绘制不同时刻以及不同位置沉积层内的温度及应力应变曲线,在建立传热模型过程中考虑了金属液滴向沉积层的传热以及沉积层向系统外的热量散失等问题．采用在厚度方向以微小层逐层叠加来模拟涂层的增厚,并以此为基础构造沉积层有限元计算模型,应用单元生与死逐层激活层单元参与计算过程．实现移动边界以充分模拟真实的喷涂沉积过程．通过分析不同时刻以及不同位置沉积层内的应力应变曲线,获得了沉积层应力应变变化规律．结果表明,沉积层内存在残余塑性应变,且沉积层与母模接触部位等效应力最大,是最易翘曲的地方,验证了沉积层失稳的一般形式．     

股骨有限元建模及相应的生物力学分析

对建立的完整股骨三维有限元模型进行了有限元静态分析.选取新鲜猪股骨上3个点贴应变片,并获得实验应变值;然后用有限元法计算获得对应测试点的模拟应变值,并与实验数据进行了对照;最后进行了人体股骨三维有限元建模,获得了准静态下的应力分布.猪股骨有限元模型所得不同载荷下指定位置的模拟数据与实验数据吻合,建模的方法可信;所建人体股骨有限元模型通过模拟计算获得了不同载荷下股骨的von Mises(等效)应力.用灰度值与材料属性关系所建立的人体股骨有限元模型能模拟真实情况,可用于股骨治疗的临床模拟.     

电弧喷涂涂层温度场及应力应变分析

为了分析电弧喷涂层的沉积过程，采用有限元分析软件ANSYS计算不同时刻以及不同位置涂层内的温度场、应力场，在建立传热模型过程中考虑了金属液滴向涂层的传热以及涂层向系统外的热量散失等问题.采用在厚度方向以微小层逐层叠加来模拟涂层的增厚，并以此为基础构造涂层有限元计算模型，应用单元生与死逐层激活层单元参与计算过程.实现移动边界以充分模拟真实的喷涂沉积过程，获得了涂层温度场、应力场的分布情况.并在此计算的基础上，分析了应力分布对涂层失稳的影响.     

切牙牙体、牙周膜的应力分析

本文应用有限单元法,从生物力学的角度,揭示切牙在外力作用下,牙体、牙周膜内部的应力分布,从而为分析牙齿、牙周膜损伤,引起临床病变,提供理论依据。     

0Cr18Ni9不锈钢焊接温度场的数值仿真

基于有限元软件SYSWELD对不锈钢0Cr18Ni9平板TIG焊的温度场进行三维动态模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,同时也得出了焊缝上任一点的温度变化与相变的关系.与文献资料比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟焊接温度场,为研究焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据.     

基于ANSYS的减速机齿轮有限元分析

采用有限元法研究齿轮轮齿在受到不同载荷的情况下,其齿根弯曲应力和应变的变化情况。结果表明,在静载荷的作用下,齿轮齿根处的最大弯曲应力和最大应变都在许可的范围之内;而当齿轮受到冲击,在动载荷作用下,齿根处的应力大于齿轮材料的屈服极限。结合对断齿形貌的分析,可推断出轮齿的断裂是在出现疲劳裂纹后受冲击载荷作用而产生的过载断裂。     

换轮减速箱齿轮副的优化和校核

针对水陆两用拖拉机换轮减速箱体积过大、运转不灵活等问题,利用MATLAB优化工具箱,以体积为优化目标,对齿轮的齿数、模数以及齿宽系数进行优化。为节省计算成本,在齿轮参数化有限元模型仿真计算的基础上,建立齿面接触应力的参数化接触模型,MATLAB工具箱 Optimization Toolbox 实现了多约束的优化问题。以优化结果对齿轮进行重新设计后,体积大为缩小。经有限元仿真验证,齿轮齿面接触应力在许用范围内。     

桥基牙倾斜对牙周组织影响的有限元研究

为了考察桥基牙倾斜对牙周组织应力分布的影响,相对曲面实体造型技术,将基于三角剖分的网格实体建模方法应用于固定桥及牙周组织的三维生物模型;同时借助三维有限元,对0°、12°、18°、24°、30°不同基牙倾斜角度的牙周膜,在3种典型咀嚼载荷下的应力状态进行了对比．结果表明,基牙倾斜角度变化对未倾斜基牙受力影响微弱,但对本身的应力极值及分布状态都有较大改变,特别是倾斜24°时应力极值达到最大,而应力集中的现象也加重．     

薄壁板高速铣削加工过程中的让刀误差预测

为了研究薄壁工件在铣削加工过程中的让刀误差以及获得使让刀误差较小的优化铣削参数，以薄壁板为例，在进行高温拉伸试验和高速压缩试验获得材料力学性能的基础上，建立了薄壁板铣削过程的热力耦合有限元模型.通过模拟螺旋立铣刀与工件材料之间相互的物理作用，获得了铣削力的变化曲线和铣削热的分布，同时得到了在刀具与工件之间物理作用下壁板随刀具的旋转与进给运动而产生的让刀变形，从而得到了薄壁板在铣削过程中的最大让刀误差.根据该有限元模型的结果可以优选薄壁件铣削用量，优化刀具几何形状，弥补让刀变形.     

TC11钛合金高温塑性本构方程研究

有限元数值模拟技术的重大发展使得其在锻造加工研究领域中得到了越来越广泛的应用。本文通过实验,研究了TC11钛合金在高温条件下的塑性本构方程,本构方程是描述材料的基本信息和有限元模拟中不可缺少的数学模型,它反映了流动应力与应变、应变速率以及温度之间的依赖关系。为了建立本构方程,必须测量一定温度、应变速率范围内的流动应力值,这通常是由压缩试验来完成的。有限元模拟结果的有效性首先取决于本构方程的精确程度,所以,如何获取精确的本构方程成为锻造成形过程计算机模拟技术中的首要问题     

基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮仿真分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型,在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较,指出传统计算方法的不足,为齿轮优化设计提供1种新的设计方法和理论依据。     

Investigation on meshing and dynamic characteristics of spur gears with tip relief under wear fault

Combining the loaded tooth contact analysis(LTCA) method and the gear dynamic model, a wear prediction model for spur gears with tip relief is established. The simulated wear depth is verified by the experimental results in a published reference.Based on the wear profile, the mesh stiffness and the tooth root stress obtained from the proposed model are compared with those obtained from the finite element model. Relative to the finite element method, the proposed method can greatly reduce the computation time. The effects of the tip relief and surface wear on the meshing and the dynamic characteristics are discussed.The tip relief can greatly decelerate the surface wear. Appropriate tip relief and slight wear can decrease the tooth interference and reduce the system vibration. Furthermore, the effects of the rotational speed on the wear depth are also studied and it is found that the quasi-static model is applicable to wear prediction when the rotational speed is away from the harmonic resonance peak.