切齿首次咬合过程作为咀嚼活动的开始,对研究人类咀嚼过程中牙齿与固体食品间的相互作用具有重要意义。因为人类在对食品材料进行接触、挤压、变形、断裂的力学过程中,感官感知机制可以感知许多咬合参数(咬合力大小、方向、咬合速度等)。对此牙科专家、口腔生理学家以及食品专家做了大量研究,研究结果不仅可以用于对牙周组织健康发育的评估、牙科疾病的治疗、义齿材料的研发和义齿结构的设计,并且有助于对新食品开发和生产过程中食品质感性能的评估。本研究利用楔形体模型从理论上分析了切齿首次咬合过程中咬合力的变化规律,理论结果表明,咬合力分布规律与切齿的几何尺寸以及上下切齿之间的运动规律有关,同时也受到不同食品材料的断裂韧度、切齿与食品材料间的摩擦系数的影响。为了研究咬合力的分布规律：首先本文通过上、下颌骨绕髁骨简化得到的旋转的杆件模型,计算了上下切齿之间的相对运动关系,鉴于缺乏食品材料力学性能有关参数的数值,本文又根据楔形体模型以及固体材料产生断裂时的能量耗散原理测量了食品材料的断裂韧度,同时利用自制的传感器测量了食品材料与楔形体之间的摩擦系数。然后根据咬合力大小的理论公式以及上下切齿之间的运动规律和所测量的食品材料力学性能的数值,验证了理论分析的咬合力大小的变化趋势与实际实验测量的值基本一致。最后,利用数字图像相关方法分析了不同固体食品在切齿咬合力作用下食品材料位移场和应变场的分布规律,以此来分析在咬合力作用下食品材料的变形和断裂模式,对食品抵抗变形和断裂的能力作出诠释。本研究中所获得的固体食品材料咬合力大小的分布规律,以及不同材料固体食品在切齿咬合力作用下周围应变的分布情况,对研究牙齿与固体食品块之间的相互作用具有重要意义,为食品质感性能的评定,以及为进一步研究咀嚼荷载和咀嚼韵律提供了合理的科学参考,同时为口腔临床应用提供了可靠的理论依据。