镍钛根管锉疲劳应力变化的三维有限元分析

摘要

目的：研究弯曲参数对镍钛根管锉的疲劳应力大小和分布的影响,为进一步揭示镍钛锉折断机制提供依据。方法：采用1支切割刃连续清晰完整的30号02锥度新镍钛锉(HERO642,MicroMega,法国),用Solidworks软件建立三维实体模型。设计60°和20°两种弯曲角度、5mm和2mm两种弯曲半径,使用ANSYS11.0WorkBench软件作弯曲加载分析。观察拉压应力和切应力的分布、大小和变化。结果：镍钛锉在60°、2mm及60°、5mm弯曲条件下的最大拉压应力值均较大(分别为1274.20、980.48MPa),最大切应力值亦较大(分别为38.16、42.48MPa);而在20°、2mm及20°、5mm弯曲条件下的最大拉压应力值均较小(分别为533.37、493.56MPa),最大切应力值也较小(分别为16.81、14.26MPa).最大拉压应力均集中在弯曲起点附近器械表面的切割刃上,最大切应力集中在弯曲起点附近器械表面的沟槽底;最大拉压应力在锉内部表现为自切割刃表层向下方扩展,并从器械表面向核心方向递减;最大切应力在锉内部表现为自表面沟槽底向切割刃处和核心区扩展。结论：镍钛锉在弯曲条件下,拉压应力集中在弯曲起点附近器械表面的切割刃上,预示该区域疲劳折断的风险较高。