有限元法初步探讨釉牙本质界对裂纹的阻断机制(2)
![]() |
第1页 |
参见附件。
1.2 材料的参数
有限元模型中各种材料均视为各向同性的均质非线性弹性材料,釉质、牙本质的弹性模量分别为46.98、20 GPa[3];泊松比均为0.3。牙体组织脆性较大,可认为釉质、釉牙本质界、牙本质的拉伸强度约等于屈服极限,分别为11.5、33.9、46.9 MPa[4]。
1.3 网格划分
由于裂纹尖端应力、应变存在奇异性,因此在裂纹尖端的有限元划分时应与模型的其他部分不同。因此,裂纹尖端网格的划分必须采取特殊处理,即裂纹尖端的奇异单元[5]。其方法为:在裂纹的尖端采用圈奇异单元,其他部分用普通单元与之协调。
1.4 有限元法求解应力强度因子的理论分析
本研究选择节点法计算裂纹尖端的应力强度因子K值。使用ANSYS有限元分析软件计算应力强度因子K值时,只需将裂纹尖端进行节点划分并求解,再沿裂纹设定相应的路径,可自动求得该模型、边界条件下裂纹尖端的应力强度因子K值。
1.5 有限元分析模型的构建
为了对张开型裂纹应力强度因子进行有限元求解,本研究构建二维模型,PLANE183为平面8节点单元。KI有限元模型宽度为1 mm,其中釉质的宽度为0.45 mm,釉牙本质界的宽度为0.05 mm,牙本质的宽度为0.45 mm;KⅡ有限元模型宽度为2.05 mm,其中釉质的宽度为0.45 mm,釉牙本质界的宽度为0.05 mm,牙本质的宽度为1.35 mm。
1.6 加载、求解裂纹尖端的应力强度因子和计算裂
纹的偏斜角度
1.6.1 裂纹尖端应力强度因子的计算 实验中所选用的材料为离体牙釉牙本质界处的牙体硬组织,假定所选用的材料为各向同性材料,加载频率(R)为
5 Hz,该数值试样的底端固定,顶端受有б=1 MPa的均匀拉伸载荷。裂纹类型为张开型边裂纹 ......
您现在查看是摘要介绍页,详见PDF附件。