李兴国，申 同，侯鹏斐，金 宽，陈云龙

(太原科技大学 应用科学学院，太原 030024)

牙本质是牙齿的主要组成部分，对于人的咀嚼等日常活动有着重要作用。由于牙本质有着特殊的微观结构，其力学性能随着牙本质的深度发生变化。这也是为什么老年人的牙齿显得透明的缘故。因此研究牙本质力学性能随着牙本质深度的变化对于临床治疗具有重要的意义。

由于牙本质微观结构非常复杂以及可制作试样尺寸很小，采用传统的测试方法很难表征其梯度力学性质，因此大量的研究采用压痕法测量牙本质及牙釉质的力学性能[1-3]。徐远志等[4]采用纳米压痕法测量了人牙本质的硬度和弹性模量，发现牙本质的硬度和弹性模量与压痕点与牙髓腔的距离有很强的相关性。此外牙冠部牙本质在釉牙本质界面附近硬度和弹性模量会减小[5]。

牙本质的非线性力学性能如塑性及损伤性能也非常重要，采用传统的实验的方法很难测量。而采用数值模拟可以很方便的研究牙本质的塑性及损伤性能。An等[6]的采用数值模拟的方法研究了牙釉质的力学性能，发现牙釉质的塑性性能和弹性性能一样具有明显的梯度力学性质。然而该方法采用理想弹塑性模型不能很好的拟合卸载曲线的最后阶段。这是由于未考虑到压痕载荷作用下的压痕点附近材料发生损伤的情况[7]。然而关于牙本质的塑性和损伤力学性能是否也和牙釉质类似具有梯度力学性质，尚未见诸报道。……