خانم عاطفه کریم زاده دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر آیت اللهی، روز یکشنبه 96/08/21 از رساله دکتری خود تحت عنوان "تعیین استحکام یک نوع اتصال دندانی با استفاده از آزمایش‌های نانو" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 10 صبح روز یکشنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

چکیده:

اتصالات چسبی دارای کاربردهای غیر صنعتی پیشرفته شامل دندان پزشکی و ارتودنسی می‌باشد. در درمان‌های متداول ارتودنسی براکت‌ها با استفاده از چسب‌های کامپوزیتی یا نانوکامپوزیتی روی سطح دندان‌ها چسبانده می‌شود تا دندان‌ها را در موقعیت صحیح خود قرار دهند. استحکام اتصال براکت به دلیل تحمل بار در طول درمان‌های ارتودنسی به عنوان یک پارامتر مهم در یک سیستم براکت/چسب/دندان مطرح می‌باشد. در این رساله، به روش‌های آزمایشگاهی در مقیاس‌های نانو، میکرو و مزو همراه با روش شبیه سازی عددی برای تعیین استحکام اتصال براکت ارتودنسی به دندان پرداخته شده است.
آزمایش‌های نانونفوذ و سختی سنجی میکرو روی ضعیف‌ترین بخش اتصال ارتودنسی یعنی چسب نانوکامپوزیتی به منظور تعیین استحکام اتصال ارتودنسی، انجام شده است. در همین راستا، یک روش ترکیبی آزمایش- شبیه سازی برای تفسیر علت پراکندگی نتایج بدست آمده از آزمایش نانونفوذ روی نانوکامپوزیت که به صورت یک ماده ناهمگن در مقیاس آزمایش در نظر گرفته شده، توسعه داده شده است. بدین منظور، رفتار هایپرالاستیک پلیمر تشکیل دهنده زمینه نانوکامپوزیت با استفاده از توسعه یک روش ترکیبی آزمایش- شبیه سازی جدید بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده پیشنهاد می‌شود تعداد آزمایش‌های نانونفوذ روی نمونه های ناهمگن نسبت به حالت متعارف آن (یعنی 5 مرتبه بر اساس استاندار ایزو 14577) به حداقل 20 مرتبه افزایش یابد؛ همچنین از نشانگری با سطح تماس بزرگ‌تر نسبت به نشانگر برکویچ استفاده شود.
در مقیاس مزو برای تعیین استحکام اتصال براکت ارتودنسی چسبانده شده با استفاده از چسب نانوکامپوزیتی، آزمایش‌های جدایش اتصال در مود I، مود II و مودهای ترکیبی I/II و I/II/III انجام شده است. مقایسه مقادیر استحکام بدست آمده برای اتصال ارتودنسی از آزمایش های نانونفوذ و سختی سنجی میکرو با مقادیر متناظر اندازه گیری شده از آزمایش های مزو اختلاف قابل ملاحظه ای را نشان می دهد که بیانگر عدم قابلیت آزمایش های نانونفوذ و سختی سنجی میکرو برای تعیین استحکام اتصال ارتودنسی می باشد.
یک روش آزمایش مستقیم برای تعیین رفتار آسیب اتصال ارتودنسی در مودهای خالص توسعه داده شده است. نتایج آزمایش‌ها برای انطباق دادن یک مدل آسیب ناحیه چسبناک و اندازه گیری پارامترهای چسبناک برای اتصال براکت/چسب نانوکامپوزیتی/دندان بکار برده شده است. سپس، مدل آسیب ناحیه چسبناک برای شبیه سازی اجزای محدود سه بعدی آزمایش‌های انجام شده در مودهای خالص و ترکیبی بارگذاری استفاده شده است. نتایج همه شبیه سازی‌های انجام شده با استفاده از نتایج آزمایش اعتبار سنجی و تایید شده است که نشان دهنده اعتبار مدل آسیب ناحیه چسبناک، پارامترهای چسبناک و فرآیند شبیه سازی انجام شده می‌باشد. با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی اجزای محدود استحکام اتصال ارتودنسی برای شرایط بارگذاری مختلف و شکل‌های مختلف مقطع براکت بدست آورده شده است. در نهایت، روش شبیه سازی اجزای محدود با استفاده از مدل آسیب ناحیه چسبناک به عنوان روشی برای تعیین استحکام اتصال ارتودنسی در بارگذاری‌های شبه استاتیکی گوناگون و شرایط مرزی مختلف با هدف کاهش حجم آزمایش‌های مورد نیاز، پیشنهاد شده است.
 
واژه‌های کلیدی: استحکام اتصال ارتودنسی، آزمایش نانونفوذ، روش ترکیبی آزمایش- شبیه سازی، مدل آسیب ناحیه چسبناک، شبیه سازی اجزای محدود .