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口腔修复体应力分析的常用方法

口腔修复体应力分析的常用方法:
对修复体受力分析的常用方法为工程力学上的两类方法,即实验应力分析法和理论应力分析法。两类应力分析法均为解决力学问题的重要手段,合理应用可起到相辅相成、互相验证与促进的作用。 (一)实验应力分析法
实验应力分析法是用实验手段对物件或模型进行应力、应变和位移的分析。目前在口腔修复方面应用较多的方法主要有电阻应变测试法(电测法)和光力学法(光测法)。

1.电阻应变测试法 通过贴于被测物件的电阻应变片,将物体内部的应力情况由电阻应变仪用数字表示出来。电阻应变片常用电阻合金丝做成栅状,牢固地贴在两张绝缘性能良好的薄纸片或塑料片之间而制成。测定时将电阻应变片粘贴于被测物体表面某一测点处。当被测物体受外力作用后,电阻应变片内的电阻值发生改变,由电阻应变仪将电阻值的变化量测量出来。

电测法的优点是精确度高,计量精度为10℃;电阻应变片构造简单,测试方便,不仅可用于模型实验,也可用于口内实测,并适于静态或动态测量。但电测法只能测定物体表面各点处的线形变。若想了解整个物体的应力变化时,需测很多点,工作量大。另外,电测法对局部应力集中的应变峰值测量仍不够精确。

2.光力学法 是应用光学原理对物件或模型进行应力分析的实验方法。它包括光弹性法、全息光弹性法、全息干涉法、散斑法等。前两种方法主要是对物体内的应力、应变状态进行分析,故又称光测力学应力法。后两种方法主要是测量物体内的位移,又称光测力学位移法。其中光弹性法最为常用。

光弹性法是将光学与弹性理论相结合,在光弹仪上进行应力分析和实验的方法。应用偏振光通过具有特殊光学性质的透明材料制成的实验模型,在模型上按需要加载后呈现各种应力条纹图,通过这种应力图像可观测和计算出物体内各点应力的方向和大小。制作模型的材料要求在承受载荷时由原先的光学各向同性体转变为各向异性体,这样偏振光通过时就发生双折射现象。常用的光弹性模型材料为618或6101环氧树脂等。

全息干涉法是利用全息照相,记录和再现物体光波的方法。记录和比较物体两个和多个状态产生的光波干涉,得到干涉条纹图案,可计算出物体的位移和变形。

光测法实验应力分析可获得构件或模型表面和内部各截面的应力分布状况,并可做定性、定量分析,具有直观性强和全场性等优点。但光测法实验准备工作程序多、工艺复杂。

(二)理论应力分析法
理论应力分析法是应用材料力学、弹性理论求得应力分布的理论解答。多采用有限元法、边界元法,有限元法目前应用较广泛。它们属于力学分析中的数值计算法。

有限元法是将所考虑的区域分割成有限大小的小区域,称为有限单元。这些单元仅在有限个节点上相连接。通过物理上的近似,把求解微分方程的问题变换成求解关于节点未知量的代数方程的问题,从而获得整个区域的性质。

边界元法只需将区域的边界分割成边界单元,使所考虑的维数降低一维,具有输入数据少、计算时间短等优点,特别适用于无限域问题和三维问题。有限元法和边界元法与电子计算机相结合,可在数字力学模型上进行各种加载和计算,不仅获得数据,还能由计算机自动绘出应力图,计算精度高,可解决一些实验应力法不能解决的复杂问题。



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