随着人们对牙齿美观性的重视,口腔正畸受到越来越广泛的关注,同时,为了确保正畸治疗的效果以及避免正畸过程中托槽频繁脱落而增加就诊的频率,托槽的粘接性能也越来越受到重视,托槽粘接的牢固性和可靠性是达到预期治疗效果的必要保障。现有针对托槽粘接强度的研究中,多是基于试验与有限元静力分析完成的,而托槽粘接的失效还需要考虑到正畸胶极限强度、断裂能等材料参数。因此本文通过试验与有限元相结合的方法对托槽粘接的相关性能进行研究,基于有限元内聚力模型对胶层进行失效分析,并进一步进行了托槽-胶层-牙釉质粘接结构在湿-热环境中经历老化后的性能研究及强度预测。首先参照ASTM各项测试标准,对正畸胶的弹性模量、拉伸强度、剪切模量、剪切强度、I/II型断裂韧性等相关的材料参数进行测试,确定该种正畸胶可靠的性能参数,为后续的数值仿真提供参数依据。为了真实模拟正畸治疗过程中托槽粘接的情况,选用人的离体牙作为托槽粘接的基体,采用准静态剪切加载方式,测得托槽粘接结构的破坏强度,并采用双线性内聚力单元对所建立的托槽-胶层-牙釉质有限元模型进行胶层失效过程的模拟,并将有限元计算所得的载荷-位移曲线与试验结果进行比较,验证内聚力模型的可靠性,并分析胶层及牙釉质表面的应力分布情况。考虑到正畸治疗的全过程都是在口腔潮湿的环境下完成的,有必要对正畸胶进行湿热环境水浸老化试验,测试在37℃的温度环境下,正畸胶的吸湿速率、饱和吸湿量等吸湿性能参数,并通过ABAQUS用户子程序完成粘接结构中胶层部分水分扩散过程的模拟。在湿热环境下,经过一段时间的老化,正畸胶的各项性能均会发生一定程度的退化,致使托槽粘接结构的粘接强度降低。对正畸胶老化后的粘接结构及哑铃型试件进行粘接强度和材料参数测试,得到初步的参数退化规律,结合水分分布场,使用ABAQUS用户子程序对托槽粘接结构的残余强度进行预测。将仿真与试验结果进行比较,证明了所建立的数值预测方法的有效性,同时,预测结果也表明随着老化时间的增长,托槽粘接强度逐渐退化。本文所开展的托槽-胶层-牙釉质粘接结构剪切加载工况下胶层失效分析及其湿热老化研究,能够为临床治疗时所施加的治疗力以及日常使用托槽时可能发生的断裂机制提供一定的依据,也能够为治疗完成后托槽的脱粘机理和使用寿命评价提供参考。