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双头超声骨刀切削产热的有限元分析

2016-01-19吴垠舟姚春燕程康杰

浙江工业大学学报 2015年6期
关键词:有限元法

彭 伟,吴垠舟,姚春燕,雷 雨,程康杰

(浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江 杭州 310014)

双头超声骨刀切削产热的有限元分析

彭伟,吴垠舟,姚春燕,雷雨,程康杰

(浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江 杭州 310014)

摘要:提出了一种基于ABAQUS有限元软件的双头超声骨刀切削温度场仿真模型,介绍了从建模到有限元处理的完整过程.根据仿真结果,可以得到伴随着切削进行,骨块内牙窝温度的变化过程.结果表明发热区域主要分布在刀头的四个区域.对四个区域进行进一步的温度统计找到了骨刀切削时最高温度出现的位置.对多根种植体备孔所需的双头超声骨刀冷却水道设计有一定的指导作用.

关键词:超声骨刀;切削热;有限元法;多根种植体

Cutting heat analysis of a piezosurgery with double-heads

based on finite element method

PENG Wei, WU Yinzhou, YAO Chunyan, LEI Yu, CHENG Kangjie

(Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Manufacturing Technology, Ministry of Education,

Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Abstract:A method to establish the cutting temperature field of double-heads piezosurgery based on ABAQUS software is presented. The whole process from the modeling to acquire the finite element results is also introduced. The results indicate the temperature variation in the tooth socket as proceeding of cutting process. The major heat source lies on 4 areas. After studied the four area, it can acquire the highest cutting temperature point on the cutting head. This article aim at the piezosurgery with double-heads which ready for personalized implants. The research could be useful to someone who design the coolant gallery of piezosurgery.

Key words:piezosurgery; cutting heat; finite element method; personalized implant

由于超声骨刀切削精度高,不伤害软组织,出血少等优点[1],现已广泛应用于口腔种植领域.虽然超声骨刀相比较以往涡轮手机拥有众多优点,但是仍有一些固有的缺陷无法解决;其中切削温度是最不容易被医生发现,而又会造成潜在危害的问题.外国学者Eriksson研究表明:当骨组织处于47℃并持续一分钟以上时,会对骨组织造成不可逆的损伤,并产生骨吸收[2];而如果在口腔种植手术中出现骨吸收,则会为种植失败埋下祸根.目前,超声骨刀在使用时通常采用冷却水进行散热,尽管各大厂家声称这能够保证产品在使用时温度处于临界值以下……

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