Вивчення впливу анізотропії і неоднорідності кісткової тканини на розподіл напружень у нижній щелепі методом скінченних елементів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКрищук, М. Г.
dc.contributor.authorМаланчук, В. О.
dc.contributor.authorКопчак, А. В.
dc.contributor.authorЄщенко, В. О.
dc.date.accessioned2020-10-27T15:54:18Z
dc.date.available2020-10-27T15:54:18Z
dc.date.issued2012
dc.description.abstractenThe paper discusses simulation results of mathematical modeling of the stress-strain state of the lower jaw with advanced three dimensional finite element model. To simplify the study of the structure of the elastic constants of anisotropic inhomogeneous body bone we use a priori data on characteristics of the rigidity of its cortical layer. When studying the effect of anisotropy and heterogeneity of the physical bone model its mechanical properties are considered as linear orthotropic for each discrete piece - uniform model of the mandibular body with three mutually orthogonal planes of symmetry in the Cartesian coordinate system. We determine the values of the elastic constants of anisotropic material in each local volume in the local Cartesian coordinates based on actual test data sample jaw materials jaw the elastic moduli and the coefficient of lateral deformation along the line of cortical bone osteons. Based on the data gnathodynamometry data, we repair strength and direction of the masticatory muscles in the simulation model. Moreover, we study the effect of anisotropy and heterogeneity of the physical model of the bone tissue distribution of stresses and strains in various parts of the lower jaw. The results are compared with field test data and previously proposed computational jaw models. We make recommendations on how to construct adequate simulation models of the stress-strain state of human mandible used in oral and maxillofacial surgery.uk
dc.description.abstractruПриведены результаты имитационного математического моделирования напряженно-деформированного состояния нижней челюсти с использованием усовершенствованной трехмерной конечноэлементной модели. Для точного воспроизведения геометрической формы и структурной неоднородности кости использованы данные по ее плотности, полученные при проведении компьютерной томографии. Построенные геометрические объемы в имитационной модели нижней челюсти соответствовали губчастому и кортикальному слоям кости нижней челюсти. Для упрощения исследования структуры упругих констант анизотропного неоднородного тела кости руководствовались априорными данными по характеристикам жесткости ее кортикального слоя. Направление осей упругой симметрии задавали по векторам расположения остеонов кортикального слоя. При изучении влияния анизотропии и неоднородности физической модели кости ее механические свойства рассматривали как линейно ортотропные для каждого дискретного кусочно-однородного объема модели тела челюсти с тремя взаимно ортогональными плоскостями симметрии в декартовой системе координат. Определение значений тензора упругих констант анизотропного тела в каждом локальном объеме проводили в локальной системе декартовых координат по фактическим данным испытаний материалов образцов челюсти для модулей упругости и коэффициента поперечной деформации вдоль линии расположения остеонов кортикальной кости. Воспроизведение сил и направления действия жевательных мышц в имитационной модели проводили за данными гнатодинамометрии. Изучено влияние анизотропии и неоднородности физической модели костной ткани на распределение напряжений и деформаций в различных частях нижней челюсти. Полученные результаты сопоставлены с данными натурных экспериментов и ранее предложенных расчетных моделей челюсти. Разработаны рекомендации для построения адекватных имитационных моделей напряженно-деформированного состояния нижней челюсти человека, которые применяются в челюстно лицевой хирургии.uk
dc.description.abstractukНаведено результати імітаційного математичного моделювання напружено-деформованого стану нижньої щелепи з використанням удосконаленої тривимірної скінченноелементної моделі. Для точного відтворення геометричної форми і структурної неоднорідності кістки використані дані щодо її щільності, отримані при проведенні комп’ютерної томографії. Побудовані геометричні об’єми в імітаційній моделі нижньої щелепи відповідали губчастому і кортикальному шарам кістки нижньої щелепи. Для спрощення дослідження структури пружних констант анізотропного неоднорідного тіла кістки керувалися апріорними даними щодо характеристик жорсткості її кортикального шару. Напрямок вісей пружної симетрії задавали по векторах розміщення остеонів кортикального шару. При вивченні впливу анізотропії та неоднорідності фізичної моделі кістки її механічні властивості розглядали як лінійно ортотропні для кожного дискретного кусково-однорідного об’єму моделі тіла щелепи з трьома взаємно ортогональними площинами симетрії в декартовій системі координат. Визначення значень тензора пружних констант анізотропного тіла в кожному локальному об’ємі проводили в локальній системі декартових координат за фактичними даними ви- пробувань матеріалів зразків щелепи для модулів пружності і коефіцієнта поперечної деформації уздовж лінії розміщення остеонів кортикальної кістки. Відтворення сил і напрямку дії жувальних м’язів в імітаційній моделі проводили за даними гнатодинамометрії. Вивчено вплив анізотропії та неоднорідності фізичної моделі кісткової тканини на розподіл напружень і деформацій у різних частинах нижньої щелепи. Отримані результати зіставлені з даними натурних експериментів і раніше запропонованих розрахункових моделей щелепи. Розроблено рекомендації для побудови адекватних імітаційних моделей напружено-деформованого стану нижньої щелепи людини, які застосовуються в щелепно-лицевій хірургії.uk
dc.format.pagerangeС. 71–76uk
dc.identifier.citationВивчення впливу анізотропії і неоднорідності кісткової тканини на розподіл напружень у нижній щелепі методом скінченних елементів / М. Г. Крищук, В. О. Маланчук, А. В. Копчак, В. О. Єщенко // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал. – 2012. – № 6(86). – С. 71–76. – Бібліогр.: 17 назв.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37009
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті НТУУ «КПІ»: міжнародний науково-технічний журнал, № 6(86)uk
dc.subject.udc539.3-616.724-01.3uk
dc.titleВивчення впливу анізотропії і неоднорідності кісткової тканини на розподіл напружень у нижній щелепі методом скінченних елементівuk
dc.title.alternativeFinite-Element Study of the Bone Anisotropy and Inhomogenity Influence on Stress Distribution in Mandibleuk
dc.title.alternativeИзучение влияния анизотропии и неоднородности костной ткани на распределение напряжений в нижней челюсти методом конечных элементовuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2012-6-10.pdf
Розмір:
355.52 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: міжнародний науково-технічний журнал, № 6(86)