23873

بهبود عمر خستگي ايمپلنت هاي دنداني با استفاده از بهينه سازي سطوح

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1397-99

1399/12/18

بيژن محمدي

مكانيك

به دليل كاربرد وسيع ايمپلنت‌هاي دنداني به عنوان جايگزيني زيبا و با استحكام مناسب براي دندان‌هاي از دست رفته و همچنين عمل جويدن كه در ايمپلنت¬ها بارگذاري نوساني ايجاد مي¬كند، در اين پژوهش عمر خستگي ايمپلنت‌هاي دنداني مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور از نرم افزار SolidWorks در طراحي مجموعه ايمپلنت دنداني و سپس از نرم¬افزار Abaqus به جهت تحليل المان محدود آن استفاده شده است. به منظور رسيدن به پيش¬بار مورد نظر، مجموعه ايمپلنت دنداني در سه بارگذاري متفاوت نتايج بررسي شد. پس از آن رواداري¬هاي زاويه اباتمنت مدلسازي و هر كدام در مقايسه با حالت پيش فرض 22 درجه مورد تحليل قرار گرفت. علاوه بر اين با مشخص شدن ناحيه بحراني مجموعه آن ناحيه تقويت و مجدد مورد تحليل المان محدود قرار گرفت. در ادامه مدل¬هاي ايجاد شده و تحليل شده به نرم¬افزار fe-safe به منظور محاسبه¬ي عمر خستگي آن¬ها منتقل شدند. مدلسازي المان محدود و محاسبه¬ي عمر بر اساس استاندارد ISO 14801 صورت گرفته است. از آنجايي كه مجموعه تحت خستگي پر چرخه مي¬باشد از معيارهاي مربوطه استفاده گرديد. آزمون خستگي براساس استاندارد مذكور (حداقل 5 ميليون سيكل) ابتدا تحت بار 270 نيوتن صورت گرفت كه منجر به تغيير شكل و واماندگي مجموعه شد، پس از آن آزمون خستگي تحت بار 230 نيوتن انجام شد و سه نمونه تا انتهاي 5 ميليون سيكل دچار واماندگي نشدند. با توجه به نتايج حاصل از نرم افزارها، بررسي آن¬ها و سپس مقايسه با آزمون خستگي انجام شده؛ آنچه حاصل شد نشان مي¬دهد مدلسازي صورت گرفته با نتايج آزمون خستگي در تطابق مي¬باشد و همچنين زاويه 21 درجه اباتمنت پيشنهاد نمي¬شوند. اگرچه زاويه 23 درجه شرايط بحراني¬تري از لحاظ تنش¬هاي استاتيكي و عمر خستگي نسبت به 22 درجه ايجاد مي¬كند اما همچنان عمر مورد انتظار، در كنار عملكرد مطلوب را دارد. همچنين در نتايج مدل تقويت شده، مشاهده شد كه علاوه بر رسيدن به عمر مطلوب بيشتر از 5 ميليون سيكل، در مقايسه با حالت پيش فرض اوليه نيز عمر بالاتري حاصل شد.

1400/03/10

Improving the fatigue life of dental implants using surface optimization

1/1/1900 12:00:00 AM

Due to the vast application of dental implants as a beautiful and robust replacement of the lost tooth, besides chewing action, cause oscillation loading in implants, thus in this research, the fatigue life of dental implants is investigated. Solid Works software is used in order to design the model and then imported to Abaqus software for Finite Element analysis. First of all, different preloads are analyzed to achieve the necessary prestress. Afterward, the abutment's angle tolerances are modeled and compared with 22-degree abutment. Then analyzed models imported in fe-safe software, calculating fatigue life. All models and tests have been done under Iso 14801 standard. High cycle fatigue also required proper criteria that are used. The implant assembly first was tested under 270N load, and failure occurred. Then was tested under 230N, and three samples survived until 5 million cycles based on the mentioned standard. Considering FEA results and fatigue tests confirmed the analyses and their output, it also demonstrates that 21-degree abutment should not be used. Although 23-degree abutment would result in a more critical situation than the 22-degree in terms of stresses and fatigue life, it still has the desirable performance. Furthermore, with understanding the critical region of the assembly, considerations have been taken into account; the fixture was modeled one more time, and the optimized model demonstrated more than 5 million cycles.

ايمپلنت دندان , فيكسچر , اباتمنت , عمر خستگي , رواداري زاويه اباتمنت

Dental implants , Fixture , Abutment , Fatigue life , Abutment's angle tolerance