-
题名微型正畸装置形状记忆合金弓丝非线性止锁机制设计
- 1
-
-
作者
代清源
吉利
华嘉皓
梁振宇
余健文
陈太聪
-
机构
华南理工大学土木与交通学院
中山大学附属第一医院
广州欧欧口腔医疗研究院
广州欧欧医疗科技有限责任公司
亚热带建筑与城市科学国家重点实验室
-
出处
《生物医学工程学杂志》
EI
CAS
北大核心
2024年第4期766-774,共9页
-
基金
国家自然科学基金资助项目(52178479)
广州市创新创业领军人才项目(2021-L004)
广东省现代土木工程技术重点实验室项目(2021B1212040003)。
-
文摘
目前研发的新型国产正畸装置中,托槽与形状记忆合金(SMA)弓丝之间的止锁机制是控制牙体精准矫正的关键。为满足临床治疗中的止锁力需求,止锁螺栓的紧固扭角及所需要的扭矩大小需要精准设计。为此,本文开展止锁机制的设计研究,分析紧固扭角与止锁力的对应关系,确定有效的扭矩值,其中涉及复杂耦合的接触、材料和几何非线性特征。首先,针对SMA弓丝的三点弯曲实验数据,开展基于参数正交实验设计的仿真分析,确定SMA超弹性材料参数。其次,建立螺栓旋紧和弓丝拉拔的两阶段精细有限元仿真模型,通过关键接触参数的优化设置,实现非线性分析收敛。最后,开展三种紧固扭角情况下的多组标定实验。本研究通过设计分析与标定实验的对比结果表明,各情况下止锁力的设计分析值与标定均值的偏差在10%以内,设计分析方法有效可靠。本研究最终确定临床应用的紧固扭角为10°,额定扭矩为2.8 N·mm。综上,本文所得关键数据可用于新型正畸装置的临床方案设计和后续机械优化,研究方法可为包含SMA材料的医疗器械受力分析提供有益参考。
-
关键词
正畸装置
止锁机制
形状记忆合金
正交实验设计
-
Keywords
Orthodontic device
Locking mechanics
Shape memory alloy
Orthogonal design of experiment
-
分类号
R783.1
[医药卫生—口腔医学]
-
-
题名矫牙过程托槽致唇颊软组织非线性反应量化分析研究
被引量：1
- 2
-
-
作者
华嘉皓
吉利
代清源
梁振宇
郭龙妹
陈太聪
-
机构
华南理工大学土木与交通学院
中山大学附属第一医院
广州欧欧口腔医疗研究院
广州欧欧医疗科技有限责任公司
亚热带建筑科学国家重点实验室
-
出处
《生物医学工程学杂志》
EI
CAS
北大核心
2023年第2期295-302,共8页
-
基金
国家自然科学基金项目(52178479)
广州市创新创业领军人才项目(2021-L004)
广东省现代土木工程技术重点实验室项目(2021B1212040003)。
-
文摘
牙齿正畸过程中,矫牙托槽的介入和滑动容易导致唇颊软组织出现较大反应,矫治初期常见软组织损伤和溃疡。口腔正畸医疗领域采用临床案例统计方法进行定性分析,缺乏生物力学机制的定量解释。为此,开展唇颊—托槽—牙齿的三维模型有限元分析,计算托槽引起的唇颊软组织的力学反应,其中涉及复杂耦合的接触非线性、材料非线性和几何非线性。首先,根据唇颊生物组成特点,优化选取二阶奥格登(Ogden)超弹性本构模型,对类脂肪材料的唇颊软组织进行表征。其次,根据口腔活动特点,建立托槽介入和正交滑动的两阶段仿真模型,并对关键接触参数进行优化设置。最终,采用整体模型—子模型的两层次分析方法,基于整体模型计算得到的位移边界,实现子模型高精度应变的高效求解。针对正畸过程中四种典型牙齿形态的计算结果表明:①软组织最大应变沿托槽尖锐边缘分布,与临床观测的软组织变形轮廓一致;②随着牙齿排齐,软组织的最大应变也随之减小,与矫治初期常见损伤和溃疡以及矫治后期患者不适感减轻的临床表现相符。本文的方法可为国内外口腔正畸医疗领域的相关量化分析研究提供参考,进一步有益于新型矫治装置的产品研发分析。
-
关键词
矫牙托槽
唇颊软组织
接触
非线性有限元
子模型
-
Keywords
Orthodontic bracket
Labio-cheek soft tissue
Contact
Non-linear finite element
Submodel
-
分类号
O241.82
[理学—计算数学]
R783.5
[理学—数学]
-
