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目的:应用三维有限元方法建立带托槽的唇舌侧弓丝实体模型及三维有限元模型,根据三点弯曲实验的原理,研究唇舌侧弓丝力学性能差异以及托槽间距、弓丝材质、弓丝尺寸对唇舌弓丝力学性能影响的变化规律,为临床唇舌侧矫治弓丝的合理选择提供一定的理论参考。方法:1.应用Pro/E Wildfire4.0软件,分别建立左右上颌中切牙水平槽沟的唇侧托槽及垂直槽沟的舌侧托槽实体模型,槽沟均设为0.022inch;同法建立0.20mm的结扎丝及长度均为 20mm 的 0.43×0.64mm2(0.017×0.025inch)和0.48×0.64mm2(0.019×0.025inch)两种尺寸的唇舌侧弓丝实体模型。2.将装配的托槽、弓丝与结扎丝实体模型导入CADfix8.0软件进行修复,以利于网格划分。3.应用MSC.Marc.Patran2005R3软件分别对托槽、弓丝、结扎丝网格划分,获得最终带托槽及结扎丝的唇舌侧弓丝的三维有限元模型。4.通过MSC.Marc.Mentat2005R3软件,设置不同的边界条件、材料特性等,模拟三点弯曲实验加载。所有托槽三维方向均固定,唇舌侧托槽间距分别设为8mm、10mm、12mm、14mm;并分别于中点处加载2mm龈向位移,记录各个工况下加力点处的反作用力,并绘制各个工况下的载荷形变曲线图及平均载荷值柱形图。结果:1.应用多程序建立的唇舌侧弓丝、托槽的三维有限元模型,网格划分精确合理,能够有效模拟三点弯曲实验,从而研究弓丝的力学性能。2.托槽间距相同时,唇舌侧弓丝载荷-形变曲线变化规律相同,即随着位移增加,载荷值增大;其中0.017×0.025inch舌侧弓丝载荷为唇侧弓丝的2.30倍,0.019×0.025inch则为1.20倍;且三种材质弓丝倍数一致。3.托槽间距一定时,同尺寸不同材质的舌侧弓丝发生相同位移形变时,不锈钢弓丝(SS)载荷值最大,约为镍钛丝(NiTi)的3.10倍;其次,β-钛弓丝(TMA)约为镍钛丝的1.31倍,镍钛丝最小;而材质相同时,0.019×0.025inch舌侧弓丝在相同位移形变下载荷值约为0.017×0.025inch的1.11倍。4.不同托槽间距加载时,随着托槽间距的增加,唇舌侧弓丝载荷均逐渐减小,但舌侧弓丝载荷值均大于唇侧,且比值恒定。5.不同托槽间距加载时,不同材质舌侧弓丝载荷值变化规律相同,即SS最大,TMA居中,NiTi最小,0.019×0.025inch弓丝大于0.017×0.025inch弓丝;随着托槽间距增加,载荷值均逐渐减小,8mm处加载时约为14mm处的4.30倍,10mm、12mm处分别为14mm处的2.40倍及1.50倍。结论:1.利用Pro/E Wildfire、MSC.Marc.Patran、MSC.Marc.Mentat 等软件建立的唇舌侧托槽及弓丝的三维有限元模型,能够为不同尺寸、不同材质唇舌侧弓丝生物力学性能的研究提供可靠的平台。2.托槽间距一定时,唇舌侧弓丝载荷值均随位移形变的增加而加大;但舌侧弓丝载荷值均大于唇侧,且比值恒定,仅与弓丝尺寸相关。3.舌侧弓丝载荷值与杨氏模量和尺寸相关,且材质的影响大于尺寸的影响。4.随着托槽间距的增加,唇舌侧弓丝载荷值逐渐减小;但同一尺寸和材质的唇舌侧弓丝载荷比值恒定,与托槽间距变化无关。5.舌侧弓丝力学性能的表达受到弓丝材质、尺寸、托槽间距的影响。当托槽间距较小时,主要受间距的影响,其次为材质,最后为弓丝尺寸;当托槽间距较大时,主要受材质的影响;尺寸影响最小。