Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Modelling of wear in dental tools
Języki publikacji
Abstrakty
Analizę stanu naprężenia w wiertle dentystycznym przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych MES. W obliczeniach uwzględniono strefę kontaktu pomiędzy podłożem wykonanym z kompozytu niklowo-diamentowego a naniesioną powłoką z azotku tytanu. Stan naprężenia spowodowany był z jednej strony naciskiem na nasadę wiertła podczas borowania zęba, a z drugiej strony rozszerzalnością cieplną, będącą efektem nagrzewania wiertła podczas tarcia o kość zębową. W analizie stanu naprężenia wykorzystano modele numeryczne odkształcenia w skali makro oraz mikro. Za pomocą modeli makro wyznaczono pole temperatury oraz pole naprężeń w całej główce wiertła, natomiast model mikro wykorzystano do określenia naprężeń w strefie kontaktu faz. W modelu mikro zastosowano funkcję plastyczności Gursona zakładającą istnienie w materiale porowatości, wyrażonej udziałem objętościowym pustek oraz inicjację nowych pustek w trakcie procesu odkształcenia. Do transformacji danych pomiędzy modelami wykorzystano metodę sub-modelingu. Wykazano, że powłoką z azotku tytanu, posiadając większą wytrzymałość niż podłoże, skutecznie zapobiega wykruszaniu kryształów diamentu, w konsekwencji przedłużając trzykrotnie okres użytkowania wiertła.
An analysis of the stress state in a dental drill was made by means of finite element method. In computations the contact zone between the substrate made of nickel-diamond composite and the spread coating made of titanium nitride was considered. The state of stress was caused, on the one hand, by pressure on the dental drill cap during boring of a tooth and, on the other, by thermal expansion, which is an effect of heating of the drill during its friction against the dental bone. In the analysis of the state of stress numerical models of the micro- and macrostate were utilized. By means of the macromodels the temperature field and the stress field in the whole head of the drill were examined, while the micromodel was utilized to determine the stresses in the phase boundary zone. In the micromodel the Gurson plastic function was applied. It assumes that in the material there is some porosity expressed by a volume fraction of voids as well as an initiation of the new voids during the deformation process. To transform the data between the models, the sub-modelling method was used. It was shown that the titanium nitride coating, having higher strength than the substrate efficiently prevents the chipping of the diamond crystals, thus prolonging twice to three times the period of the utilization of drills.
Słowa kluczowe
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
36--43
Opis fizyczny
Bibliogr. 7 poz.
Twórcy
Bibliografia
- 1. Abaqus/Standard; User's Manual. Ver 6.5 Hibbitt, Karlsson&Sorensen Inc., 2003.
- 2. www.elsevier.com
- 3. Gurson A.L.: Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth. Journal of Engineering Materials, Technology 1977, t. 99, s. 2-15.
- 4. Wen J. i in.: The modified Gurson model accounting for the void size effect. International Journal of Plasticity 2005, t. 21, s. 381-395.
- 5. Biel Gołaska M., Lachowski J., Piekło J., Żuczek R.: Modelowanie procesu pękania stopów odlewniczych w przestrzennych stanach naprężenia, projekt badawczy nr 7T08B03518, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2001.
- 6. Dobrzański L.A.: Zasady doboru materiałów inżynierskich. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000.
- 7. Dobrzański L.A.: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach. WNT, Warszawa1998.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BAT7-0001-0076
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.