全瓷修复体界面仿生功能梯度层的优化设计

目的探讨全瓷修复体界面仿生功能梯度层优化设计方案。方法建立双层瓷/仿生功能梯度层/粘结剂/牙本质基底的三维平面有限元模型,根据所采用的核瓷材料的不同分为实验Ⅰ组(核瓷为氧化锆)和实验Ⅱ组(核瓷为二烯酸铝),进行三维有限元力学分析,并采用ANSYS软件中的一阶方法对功能梯度层弹性模量的梯度变化进行优化计算分析。以双层瓷/粘结剂/牙本质基底的三维平面有限元模型作为对照。结果实验Ⅰ组功能梯度层中最大主应力为23.028 6 MPa,应力分布均匀且平稳过渡;而对照组在核瓷底部出现了应力集中,最大主应力值为100.25 MPa。实验Ⅱ组功能梯度层中最大主应力为15.966 5 MPa,应力分布均匀且平稳过渡;而对照组在核瓷底部出现了应力集中,最大主应力值为73.884 MPa。分别得到了实验Ⅰ、Ⅱ组功能梯度层内弹性模量梯度变化的优化曲线。结论仿生界面功能梯度层能有效降低全瓷修复体核瓷底部的应力集中,其内部弹性模量的梯度变化存在优化方式。

三维曲面全瓷修复体界面仿生功能梯度层优化设计

目的:探明全瓷修复体界面仿生功能梯度层优化设计方案。方法:建立双层瓷、仿生功能梯度层、粘结剂、牙本质基底的三维曲面有限元模型。在垂直加载和斜向加载两种情况下进行三维有限元力学分析,并采用ANSYS软件中的一阶方法对功能梯度层弹性模量的梯度变化进行优化计算分析。结果:实验一组(核瓷为氧化锆),垂直加载时功能梯度层中最大主应力为76.70MPa,斜向加载时功能梯度层中最大主应力为31.80MPa,应力分布均匀;而对照组,在核瓷底部出现了应力集中,垂直加载和斜向加载时最大主应力值分别为121.90MPa和63.82MPa,实验组的最大主应力在垂直加载和斜向加载时分别下降37.07%和50.18%。实验二组(核瓷为二烯酸铝),垂直加载时功能梯度层中最大主应力为62.93MPa,斜向加载时功能梯度层中最大主应力为24.88MPa,应力分布均匀;而对照组,在核瓷底部出现了应力集中,垂直加载和斜向加载时最大主应力值分别为70.19MPa和55.26 MPa,实验组最大主应力在垂直加载和斜向加载时分别下降了10.34%和54.98%,本实验分别得到了实验一、二组功能梯度层内弹性模量梯度变化的优化曲线。结论:仿生界面功能梯度层能有效降低全瓷修复体核瓷底部的应力集中,其内部弹性模量的梯度变化存在优化方式。