Ανάπτυξη μη-γραμμικών μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων για οδοντικές μετατοπίσεις με χρήση Ansys

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η συνέχιση της εικοσαετούς έρευνας του Τομέα Μηχανολογικών Κατασκευών πάνω στην μηχανική συμπεριφορά της Περιοδοντικής Μεμβράνης. Για το σκοπό αυτό έγινε τόσο ανασκόπηση των σημαντικότερων εξελίξεων της διεθνούς βιβλιογραφίας, όσο και υπολογιστική εφαρμογή αντιπροσωπευτικών μοντέλων μηχανικής συμπεριφοράς από σχετικές εργασίες της περιόδου 2000-2013 με χρήση του Ansys. Κατά την επισκόπηση της βιβλιογραφίας διαπιστώθηκε ότι γίνεται εκτεταμένη υιοθέτηση ολοένα και πιο σύνθετων μη γραμμικών μοντέλων. Ως εκ τούτου, στην εργασία αυτή δόθηκε έμφαση στην υπολογιστική εφαρμογή και τροποποίηση των κυριότερων τύπων μη γραμμικής συμπεριφοράς. Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παραπάνω εφαρμογής έγινε μέσω της σύγκρισής τους με τρεις σημαντικές πειραματικές μελέτες από την βιβλιογραφία. Η σύγκριση αυτή κατέδειξε ότι η συμπεριφορά της Περιοδοντικής Μεμβράνης σε ορισμένες συνθήκες φόρτισης μπορεί να προσεγγισθεί αρκετά ικανοποιητικά μέσω της χρήσης κατάλληλων μη γραμμικών μοντέλων. Αναμφισβήτητα όμως διαφαίνεται ότι απαιτείται η συνέχιση της ερευνητικής δραστηριότητας ώστε να ενσωματωθεί το σύνολο ιδιοτήτων σε ένα μοντέλο υλικής συμπεριφοράς.

The object of this project is the continuation of two decades of Department of Mechanical Design’s research concerning the mechanical behavior of the periodontal ligament. For this purpose both an overview of important developments in the literature, and computational application representative models of mechanical behavior relevant operations of the period 2000-2013 using Ansys were undertaken. The international literature overview revealed widespread adoption of increasingly complex non linear material models. Therefore, this work was focused on the computational application and modification of the main types of nonlinear behavior. The evaluation of the results of the above application was made via comparison with three major experimental studies from the literature. The comparison showed that the behavior of the periodontal ligament in certain loading conditions can be approximated quite well through the use of suitable nonlinear models. However, continuing research activity is needed in order to incorporate the sum of attributes in a future model of material behavior.