超声弯曲工具头的动态特性仿真与实验研究.pdf

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1、第32卷第2期轻工机械Vo1．32No．22014年4月L／ghtIndustryMachineryApr．2014[新设备·新材料·新方法]DOI：10．3969／j．issn．1005-2895．2014．02．019超声弯曲工具头的动态特性仿真与实验研究谢佼龙，彭伟，姚春燕，袁振飞(1．特种装备制造与先进7~r7_Y_技术教育部／浙江省重点实验室(浙江工业大学)，浙江杭州310014；2．衢州人民医院，浙江衢州324000)摘要：牙种植超声工具利用弯曲工具头能够制备异型种植窝孔，为了研究工具头弯曲角度对位移响应的影响，利用有限元软件Abaqus对弯曲工具头进行动

2、态仿真，得到不同弯曲角度工具头的位移响应，并通过实验验证有限元分析结果。验证实验表明，有限元分析结果与实验结果基本保持一致，为具有弯曲工具头的牙种植超声工具的设计提供了方法和依据。关键词：牙种植；超声工具；弯曲工具头；有限元中图分类号：TH113．1；TG663文献标志码：A文章编号：1005-2895(2014)02—0073-05SimulationandExoerimentalResearchonDynamicCharacteristicsofUltrasonicBendingInsertsXIEJiaolong，PENGWei，YAOChunyan，YUANZ

3、henfei(1．KeyLaboratoryofE&M(ZhejiangUniversityofTechnology)，MinistryofEducation&ZhejiangProvince，Hangzhou310014，China；2．QuzhouPeople’SHospital，Quzhou，Zhejiang324000，China)Abstract：Withthehelpofbendinginserts，ultrasonictoolsusedindentalimplantologycanmakeholesforimplants．Inordertoanalyze

4、effectsofbendinganglesondisplacementresponseofinserts，thefiniteelementanalysissoftwareAbaquswasusedtosimulatethreeinsertswithdifferentbendingangles．Andthentheresultsofthefiniteelementanalysisthroughexperimentswasdemonstrated．TheresearchshowsthattheFEAresultsareingoodconsistentwiththeexp

5、erimentresults，anditprovidesmethodsandbasisforthedesignofultrasonicplantingtoolswithbendinginserts．Keywords：dentalimplant；ultrasonictools；bendinginserts；finiteelementanalysis(FEA)牙种植超声工具能够将工具头的异型轮廓复制到数，符合有限元分析结果；陈颖等利用有限元软件病人的颌骨中，完成异型种植窝孔的制备，满足多牙根ANSYS对超声手术刀的振动系统进行模态分析和谐异型种植体的备孑L要求。由于人体口

6、腔的几何构造非响应分析，得到刀头的振幅、放大系数等参数，并分析常特殊，在工具头的结构设计过程中需要综合考虑患了电压载荷、压电片数以及阻尼对刀头振幅的影响。者的开口度、邻牙的干涉等问题，因此需要使用弯曲的目前还没有文献研究工具头弯曲角度对位移响应的影工具头。目前，国内外学者主要对超声振动系统中的响，文中结合波动理论计算结果，利用有限元软件超声电源、换能器和变幅杆等核心部件有大量的研究。Abaqus分析具有不同弯曲角度工具头的位移响应，并刘井权等⋯利用有限元分析超声工具头几何尺寸和通过实验验证有限元分析结果，为具有弯曲工具头的材料属性对变幅杆与工具头组合体的固有频率、振幅

7、牙种植超声工具的设计提供方法和依据。放大系数的影响；朱武利用四端网络法推导圆锥过1变幅杆和弯曲工具头尺寸参数渡阶梯形变幅杆的频率和振速比方程，得到工作频率超声工具包括超声波发生器、换能器、变幅杆以及为20kHz的变幅杆；朱寅利用波动理论计算超声指工具头4个部分(见图1)，其工作原理是由超声波发数形变幅杆的振幅放大系数、节点及应力极大点等参生器产生超声频电信号，通过换能器将超声频电信号收稿日期：2013-09—15：修回日期：2013-09—22基金项目：浙江省科技厅项目(2013C31113)作者简介：谢佼龙(1988)，男，浙江绍兴人，硕士研究生，