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本文以口腔金瓷修复体双材料结构作为实例来进行研究,由于其兼有金属全
冠的强度和瓷全冠的美观,能恢复缺损牙的形态、功能,在口腔领域应用广泛,
但是陶瓷材料的脆性和制作工艺中存在应力集中等因素,临床有时出现脱瓷,瓷
折裂,剥脱瓷等损坏现象,对这些损坏又难于修补,因此成为金瓷修复体的一大
隐患。为了找到发生这些破环的根源以及解决办法,本文从现代光测力学、界面
断裂力学以及有限元数值计算等角度进行了深入分析和研究。
首次将云纹干涉法和有限元数值计算相结合的方法应用于真实的口腔金瓷
修复体双材料界面断裂行为的研究中,分别利用了两种方法的优点,分析了界面
及附近截面的应力和应变分布规律以及衡量双材料抵抗断裂能力的界面断裂力
学参数。通过上述采用与临床几何尺寸相同的试件,进行试验研究,对其不同层
厚比、不同的工艺条件下的断裂状况进行分析比较,为临床运用提供实验依据。
首次将二维面内相移电子散斑法应用于口腔金瓷修复体的力学行为的研究
中,研究了金瓷修复体不同界面缺陷形式以及材料层厚对界面力学行为的影响,
并与云纹干涉法的结果比较,以期找到合适的实验方法和准确的界面裂纹开裂、
演化的重要结论。
首次对口腔金瓷修复体试件梁的模型应用有限元数值计算法进行了界面断
裂行为数值计算,通过建立金瓷修复体双材料界面裂纹扩展的有限元计算模型、
有限元计算,得到近裂尖处的位移场、应力场,得出了一些金瓷修复体双材料界
面断裂强度的结论,并为金瓷修复体的复合结构优化设计提供理论依据和计算方
法。
通过对口腔金瓷修复体理论及实验研究,不仅为临床应用提了大量的实验数
据和理论依据,与此同时,也拓展了实验力学的应用领域。
关键词:云纹干涉法;电子散斑干涉法;金瓷修复体;双材料;层厚比;有限元法;界面裂纹;界面断裂