Finite elements stress analysis
100 theses under this subject heading
Sürtünmeli temas koşulları altında yanal dereceli malzemelerde yüzey altı gerilme dağılımı
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler (FDM), mekanik özellikleri bir noktadan diğer bir noktaya sürekli değişen, homojen olmayan özel bir malzeme tipidir. Belirli bir hacimsel oranda karıştırılan iki malzeme ile oluşturulan FDM yapılar, kompozit malzemelerin teknolojide cevap veremediği durumlara çözüm kaynağı olmuştur. Mühendislik uygulamalarında parçaların, malzemelerin çoğu zaman kaçınılmaz temasından dolayı ortaya çıkan sürtünme en önemli problemlerden biridir. Aşınma çoğunlukla sürtünmeli yüzeylere uygulanan yüksek gerilmelerden kaynaklanmaktadır. Yüzey altı gerilmelerin hesaplanması bileşenlerin mekanik tasarımı açısından çok önemlidir çünkü hasarların çoğu yüzey altı gerilmelerin daha yüksek seviyelere ulaştığı bölgelerdeki yorulma ve kırılmadan kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada yanal dereceli malzemeler yüzeyde uzaysal değişim gösteren sürtünme katsayısı içerecek şekilde modellenmiştir, sürtünmeli temas kaynaklı yüzey altı temas gerilme dağılımı sonlu elemanlar programında analizler koşturularak çözülmüştür. Bu çalışmanın temel özgünlüğü yanal derecelendirilmiş malzemelerde yüzey altı gerilme dağılımı sonuçlarının temas bölgesinde uzaysal değişim gösteren sürtünme katsayısı düşünülerek elde edilmesidir. Elde edilmiş sonuçları doğrulamak için daha önce literatürde yer alan benzer çalışmalardan ve analitik sonuçlardan faydalanılmıştır. Sürtünmeli temasa maruz yanal dereceli malzemeler genel amaçlı bir sonlu elemanlar analizi programı olan ANSYS Mechanical APDL (ANSYS Parametric Design Language) kullanılarak modellenmiştir. Yanal yönde derecelendirilmiş malzeme modeli ve yüzeyde uzaysal değişen sürtünme katsayılı temas için parametrik bilgisayar kodları geliştirilmiş olup bu kodlar ANSYS Mechanical APDL içerisinde çalıştırılarak parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarda yanal dereceli malzemelerde farklı temas şartları altında (örneğin farklı malzeme heterojenliği, sürtünme katsayısı, sürtünme katsayısının uzaysal değişimi) yüzey altında oluşan gerilim dağılımı incelenmiştir.
Tek taraflı dudak damak yarıklı hastalarda farklı maksiller ilerletme yöntemlerinin maksillofasiyal bölgede yarattığı stres dağılımı ve olası hareket miktarlarının geleneksel yöntem olan diş destekli yüz maskesi tedavisi ile karşılaştırılması: Sonlu elemanlar analizi
Bu çalışmanın amacı, sonlu elemanlar analizini kullanarak tek taraflı dudak damak yarıklı hastalarda farklı maksiller ilerletme yöntemlerinin maksillofasiyal bölgede yarattığı stres dağılımının ve olası hareket miktarlarının değerlendirilmesi ve geleneksel yöntemle karşılaştırılmasıdır. Bu amaçla sonlu elemanlar analiz yönteminden faydalanılarak tek taraflı dudak ve damak yarıklı bir model (DDY model) ile yarık bulunmayan bir model (kontrol modeli) oluşturulmuştur. Oluşturulan DDY ve kontrol modellerinde 3 farklı mekanik kıyaslanmıştır. İlk mekanik; konvansiyonel akrilik plak üzerinden okluzal düzleme 30° açıyla yerleştirilen elastikler ile yüz maskesi kullanımıdır. İkinci mekanik; infrazigomatik krest bölgesine yerleştirilen mini plaklar üzerinden okluzal düzleme 30° açıyla yerleştirilen elastikler ile yüz maskesi kullanımıdır. Üçüncü mekanik; maksilladaki infrazigomatik plaklara ek olarak mandibulaya yerleştirilen mentonplak üzerinden elastik kullanımı şeklindedir. Her bir grupta taraf başına 500 gr'lık kuvvet uygulanmıştır. Elde edilen sonlu elemanlar modellerinde Von Misses, maksimum asal ve minimum asal gerilme ile yer değiştirme değerleri değerlendirilmiştir. Her üç modelde de maksiller protraksiyon sirkummaksiller suturlarda etki oluşturabilmiştir. Bu nedenle kıyaslanan 3 mekaniğin de tek taraflı dudak damak yarıklı, maksiller retrüzyona bağlı iskeletsel Sınıf III maloklüzyonu olan bireylerin tedavisinde kullanılabileceği düşünülmüştür. Geleneksel akrilik plak üzerinden yüz maskesi ile maksiller protraksiyon modelinde dental etkiler daha fazlayken diğer modellerde iskeletsel etkiler daha fazla bulunmuştur. İnfrazigomatik plakların kullanıldığı modellerde ankraj direkt olarak iskeletsel yapıdan alındığı için maksiller dental yapılarda neredeyse hiç etki oluşmamıştır. Maksillada protraksiyon sonucu saat yönünün tersine rotasyon miktarı en fazla geleneksel akrilik plak üzerinden kullanılan yüz maskesi modelinde, en az oranda ise infrazigomatik plaklar ve mentonplak üzerinden elastik kullanımını içeren modelde gözlenmiştir. Bunun sonucunda yüz maskesi içeren modellerde mandibulada saat yönünde rotasyon gerçekleşirken infrazigomatik ve mentonplak kullanıldığı modelde saat yönünün tersinebir rotasyon gerçekleşmiştir. Tek taraflı dudak damak yarığı olan bireylerde yarık olan tarafta bulunan mini plak ve mini vidaların daha fazla strese maruz kaldığı görülmüştür.Goslon skoru 4 olan tek taraflı dudak damak yarıklı bireylerde iskeletsel destekli yüz maskesinin hem geleneksel akrilik plak üzerinden yüz maskesine modelinehem de saf iskeletsel destekli maksiller protraksiyon modeline göre daha fazla iskeletseletki ve yer değiştirmeye neden olduğu gözlemlenmiştir.
Farklı kök kanal preparasyon şekillerinin düz ve eğimli köklere sahip mandibular molar dişlerin stres dağılımı üzerindeki etkisi: Sonlu elemanlar stres analizi
Dikey kök kırıkları, kök kanal tedavisinde başarısızlığa ve takiben dişin çekilmesine sebep olan en önemli etkenlerden biridir. Mandibular molar dişler, dikey kök kırıklarının en sık görüldüğü dişler arasındadır. Kök kanal şekillendirilmesi ve kökün anatomik yapısı diş yapısındaki stres dağılımını etkileyen en önemli faktörlerdendir. Özellikle kökün servikal üçlüsünde fazla genişletme yapılması DKK için risk oluşturmaktadır. Bu kapsamda, çalışmamızda farklı koniklik oranları ve kesici kenar uzunluğuna sahip ProTaper Universal (Dentsply Maillefer, Ballaigues, İsviçre) (F2 ve F3), FlexMaster (VDW, Münih, Almanya) (25.04 ve 30.04) ve Hero Shaper (Micro-Mega, Besançon, Fransa) (25.04 ve 30.04) eğe sistemleri ve mandibular molar diş yapısındaki MM.Tooth (Micro-Mega, Besançon, Fransa) modelleri kullanılmıştır. MM.Tooth modellerinde farklı eğe sistemleri kullanılarak kök kanal şekillendirmesi yapılmış, ardından mikro bilgisayarlı tomografi taraması ile modellerin üç boyutlu görüntüleri elde edilmiştir. Eğimli köklere sahip modellere ek olarak modellerin mezial kök eğimleri değiştirilmiş ve düz mezial köklü modeller de elde edilmiştir. 200 N'luk okluzal yükler hem dikey hem de oblik yönde uygulanarak modellerde oluşan stres dağılımları statik lineer sonlu elemanlar stres analizi (SESA) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Böylece hem farklı eğe sistemlerinin oluşturduğu preparasyonun hem de kök eğiminin fonksiyonel okluzal yükler altındaki mandibular molar dişlerde oluşturdukları stres dağılımlarına etkisi değerlendirilmiştir. Oluşan maksimum asal stres (Pmax) dağılımları incelenmiştir. Oblik yükleme ile düz köklü modellerde stresin en fazla mezial-lingual dış kök yüzeyinin servikal ve orta üçlü bölgelerinde, eğimli köklere sahip dişlerde ise en fazla mezial-lingual dış kök yüzeyinin servikal bölgesinde yoğunlaştığı görülmüştür. Dikey yükleme koşulunda ise her iki kök morfolojisinde de stresin bifurkasyon bölgelerinde yoğunlaştığı görülmüştür. Oluşan en yüksek stres değerleri tüm gruplarda ProTaper Universal F3 grubunda, en düşük stres değerlerinin ise sağlam diş modelinde oluştuğu görülmüştür. Sağlam diş modelinden sonra en düşük stres Hero Shaper 25.04 eğesinin kullanıldığı modellerde görülmüştür. Düz köklü dişlerde, eğimli köklere sahip dişlere göre stres değerlerinin daha düşük, fakat daha yaygın olduğu görülmüştür. Düz köklü mandibular molar dişlerin eğimli köklere sahip mandibular molar dişlere göre gelen kuvvetleri daha dengeli dağıttığı sonucuna varılmıştır. Mezial köklerdeki koronal çap artışının ve mezial kök eğimindeki artışın mandibular molar dişlerde dikey kök kırığı riskini arttırdığı sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Dikey Kök Kırıkları, Eğimli Kök, Mandibular Molar, Maksimum Asal Stres, Üç Boyutlu Sonlu Elemanlar Stres Analizi
NVH and structural analysis of shift cable holder bracket
NVH (Noise, Vibration and Harshness) fundamental defines undesirable sound, tactile sensation and subjective impression from particular characteristics of the noise/vibration. Due to legislation and customers' noise sensitiveness increasing with design of more quiet vehicles (increased sound quality) NVH studies became a very significant goal day by day. Confliction of development time, cost etc. and the design of vehicle with good sound quality is major engineering problem. In example of important engineering working for powertrain NVH engineers is not only check the good sound quality but also perception of sound from driveline should be met with customer expectation. In this NVH study, the produced test vehicle will check for focusing of powertrain NVH side especially to transmission and external control system. Data collection from test vehicle will be described with field test and tool specifications. After subjective evaluation "Knocking noise happens especially between 1100 - 1500 rpm" reported and to solve this issue the source identification will be performed from objective data that shows the source of abnormal noise is shift cable holder bracket. Transfer path can be described as shifter cable bracket (source), shifter cable, shifter box and shifter arm. To understand NVH characteristic of shift cable holder bracket experimental modal analysis (hammer excitation test) has been performed to two production brackets from different production batch. Mode frequencies are reviewed different at two brackets hypothesis has been done according to connection stiffness of the bracket mode shapes can be reviewed at different frequencies. Thus computational modal analysis accoplished with Altair Hypermesh and ABAQUS softwares to compare of experimental modals and computation modal, and it is verified experimental modal and computation modal is matched with good connection stiffness. In addition, hypothesis is also verified with lack of connection stiffness can affect mode shape frequencies at computational analysis. NVH solution is also suggested with reinforced bracket design and it is verified with computational analysis and prototype part at vehicle. Furthermore, structural durability analysis performed with comparasion of baseline and reinfored bracket design to double check that proposed design is better than in aspect of the sound quality and structuraly. Structural durability analysis is done with ABAQUS software with data that data mesh and connection stiffness verified computational modal analysis and it is carried out according to fatigue life criteria of Von Mises.
Elastik cisimlerde iki boyutlu doğrusal sürtünmesiz temas probleminin sonlu elemanlar metodu ile analizi
Temasmekaniği,elastisite teorisinin birbirleriyle temas ile etkileşime giren cisimlerin davranışını inceleyen dalıdır. Bu sebeple katı cisimler ile ilgilenen her mühendislik dalında oldukça geniş bir uygulama alanı vardır. İnşaat mühendisliği özelinde ise yapı-zemin etkileşimi, yapı birleşim hesapları, deprem sönüm sistemleri tasarımında temasmekaniğininuygulamaalanınaörnekolarakverilebilir. Temas problemleri doğası gereği sahip olduğu karmaşık sınır şartlarından dolayı, analitik yöntemler oldukça kısıtlı imkanlar sunmaktadır. Bu sebeple problemlerin çözümünde sayısal yöntemlere oldukça sık başvurulmaktadır. Sonlu elemanlar metodu, temas probleminin çözümü için oldukça sık kullanılan metotlar arasındadır. Günümüzde ANSYS ve ABAQUS gibi pek çok paket program bünyesinde temas problemine özel elemanlar ve çözüm algoritmaları sunmaktadır. Mühendislik tasarımlarında, kullanılan eleman ve algoritmaların arkasındaki fikirlerin bilinmesi, programçıktılarınıyorumlamakiçinoldukçaönemlidir. Tezin akışında ilk olarak sonlu elemanlar formülasyonuna zemin hazırlaması bakımından, üç boyutlu elastisitenin temellerinden bahsedilmiştir. Statik durumda en genel hareket denklemi olan diferansiyel denge denklemleri verilmiştir. Doğrusal, homojen bir cisim için genelleştirilmiş Hooke Kanunu kullanılarak gerilme ile şekil değiştirmearasındakiilişkilerortayakonmuştur. Sonolarakyerdeğiştirmelerve şekil değiştirmelerarasındakibağıntılarifadeedilmiştir. Bazı varsayımlar doğrultusunda üç boyutlu elastisite problemi iki boyuta indirgenebilmektedir. Tez kapsamında düzlem gerilme ve düzlem şekil değiştirmeprobleminin varsayımlarına değinilmiştir. Bu varsayımlar doğrultusunda üçüncüboyuttaki şekil değiştirmeler problemden düşürülmüştür. Genelleştirilmiş bünyedenklemlerivediferansiyeldengedenklemleriikiboyutaindirgenmiştir. Diferansiyel denge denklemlerinin virtüel(keyfi) yer değiştirmeler ile çarpılıp hacimüzerinde integralinin alınması ile virtüel yer değiştirmenin cisim üzerinde yaptığı işortayakonmuştur. Diverjansteoremikullanılarakgerilmesınır şartlarıdenklemedahiledilmiştir. Sonolarakikiboyutlusonluelemanlaranalizindekullanılmaküzerevirtüelişifadelerininikiboyutluhalieldeedilmiştir. Sonlu elemanlar formülasyonuna, eleman üzerindeki yer değiştirme ifadesinin şekilfonksiyonları vasıtasıyla düğüm noktası yer değiştirmeleri cinsinden ifadesi ilebaşlanmıştır. Şekil değiştirme ifadelerinin elde edilmesinin ardından bünye bağıntıları kullanılarak gerilmeler ifade edilmiş ve elde edilen bağıntılar virtüel iş ifadesineentegre edilmiştir. Virtüel yer değiştirmelerin keyfiliği kullanılarak sonlu elemandenklem takımı elde edilmiştir. Son olarak eleman rijitlik matrisleri ve dış yükvektörlerinin integral formları ortaya konmuştur. Sonlu elemanlar metodunda iki ve üç boyutlu elemanlar için sıkça kullanılan, şekil fonksiyonlarının sistematik biçimde elde edilmesini sağlayan, integral sınırlarını basitleştiren ve Gauss-Legendre integrasyon metodunun kullanılmasını kolaylaştıran bir yöntem olan izoparametrik formülasyon tanıtılmıştır. Dörtgen eleman için temel(master)elemanifadeedilmişveşekilfonksiyonlarıeldeedilmiştir. Global eksen takımı ile temel eksen takımının diferansiyel ilişkilerine değinilmiş ve dörtgen eleman için rijitlik matrisi elde edilmiştir. Sonlu elemanlar metodunda sistem matrisinin oluşturulması 2 eleman üzerinde tarif edilmiş ve bu aşamanın sözde(pseudo) kodu verilmiştir. Ardından sistem matrisinde sınır şartları ifadelerin denbahsedilmiş ve deplasman yüklemelerinin dış yükvektörüne katkısına değinilmiştir. Bölüm üçte sürtünmesiz temas analizinin temel kavramlarının tanıtılması ile giriş yapılmıştır. Birbirine temas eden iki cismin kinematik ilişkileri ortaya konulmuş, açıklık fonksiyonuna değinilmiştir. Ardından sürtünmesiz temas analizinin Signorini sınır şartları ortaya konulmuş ve virtüel iş denklemlerine bu sınır koşullarının entegrasyonundanbahsedilmiştir. Sınır şartları tanımlanmış problemin çözümü için Lagrange çarpanları yönteminden bahsedilmiştir. Virtüel iş terimine dahil edilmiş olan temas terimi Lagrange çarpanları cinsinden ifade edilmiş ve varyasyon ifadeleri elde edilmiştir. Son olarak Lagrange çarpanlarının sistem matrisine etkisi ve çözüm algoritması verilmiştir. Sınır şartları ve virtüel iş ifadesinin elastisite denklemlerine katılmasının ardından temas analizi ile ilgili eleman formülasyonlarına değinilmiştir. Bu çalışmanın kapsamındaki temas elemanları için geometrik ifadeler ortaya konulmuş, rijitlik matrisleri elde edilmiştir. Örnek bir elastisite problemi farklı temas elemanları ile çözülmüş ve sonuçları ANSYS ile karşılaştırılmıştır. Son olarak formülasyonu yapılan temas elemanlarının sayısal uygulamaları yapılmıştır. Literatürde analitik çözümü mevcut olan silindirik bir cismin rijit düz bir cismeteması,problemin sahip olduğu simetri özelliğinden faydalanılarak çözülmüştür. Analitik ve sayısal çözüm birbiriyle karşılaştırılmıştır. Ardından çelik yapılarda sıkça kullanılan birden fazla plakanın temas yük aktardığı pimli bağlantı detayı problemi çözülmüştür. Sisteme deplasman yükü uygulanmış ve bu yük sonucu pim üzerinde oluşan gerilme dağılımı gösterilmiştir. Pimin üzerinde eğilme momentlerinin etkisinin olduğuna vurgu yapılmıştır. Üçüncü sayısal örnekte ise birbirine temas halinde bulunan üst üste istiflenmiş iki basit kirişin eğilme davranışı incelenmiştir. Ardından kirişler arasında başlangıç durumda açıklık olması durumu ele alınmış ve analiz sonuçları gösterilmiştir.
Farklı implant bağlantılarının implant ve protetik parçalar üzerindeki yük dağılımına etkisinin sonlu elemanlar analiz yöntemi ile değerlendirilmesi
Dental implantlar, günümüzde kısmi ve tam dişsizlik olgularında akla gelen ilk tedavi seçeneği haline gelmiştir. Oklüzal kuvvetler altında doğal dişlerde, implantlarda ve çevre dokularda bir takım stresler oluşmaktadır. Bu çalışmada, farklı implant-abutment bağlantı tasarımlarının stres dağılımları sonlu elemanlar analizi ile incelenmiştir. Çalışmada, üç farklı implant-abutment bağlantı tasarımına sahip implant sistemleri sanal ortamda modellenmiştir. Daha sonra bu modeller ISO-14801 standardına uygun şekilde hazırlanan platforma yerleştirilmiştir. Ardından 300N kuvvet ile hem statik hem de 4Hz frekans ve 1x106 baskı sayısında dinamik yorulma testi uygulanmıştır. Çalışmanın bulgularına göre farklı implant-abutment bağlantı tiplerinde farklı stres dağılımları görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre implant-abutment bağlantı tasarımının, implantların prognozunu etkileyeceği düşünülmektedir.
Atrofik total dişsiz maksillanın dental implant destekli protetik rehabilitasyonunda uygulanan subperiosteal implantlatın ve zigomatik implantların konvansiyonel intraosseoz dental implantlar ile 3-boyutlu sonlu elemanlar stres analizi kullanarak karşılaştırılması
Total dişsiz atrofik maksillanın sabit protetik restorasyonunda çeşitli tedavi yöntemleri bulunmaktadır. Bu tedavi yöntemleri içerisinde kemik ogmentasyonu ile birlikte konvansiyonel implant tedavisi uygulamak en sık kullanılan tekniktir. Kemik ogmentasyon işlemleri içerisinde otojen kemik greftinin kullanılması altın standart olarak görülmektedir. Greftlenecek alanın büyüklüğü göz önüne alındığında iliak kemik ideal bir ekstraoral dönor sahadır. İliak kemik grefti ile çene kemiklerinin rekonstrüksiyonu genel anestezi koşullarında yapılması gereken invaziv bir cerrahi işlemdir. Operasyon sonrası hastanın hastanede yatışı gerekmektedir. Protetik rehabilitasyona geçme süresinin uzun olması, iliak kemik greftinde iyileşme dönemindeki kemik rezorpsiyonunun fazla olması, operasyon sonrası greftin alındığı bölgede ağrı, sinir hasarı ve yürüme bozuklukları gibi birtakım dezavantajları mevcuttur. Tüm bu dezavantajları azaltmak için atrofik üst çenelerde zigoma implantların ve subperiosteal implantların kullanılması alternatif yöntemler olarak literatürde sunulmaktadır. Ancak zigoma ve subperiosteal implantların okluzal kuvvetlere vermiş oldukları yanıt tam olarak bilinmemektedir. Hâlbuki dental implantların okluzal kuvvetlere vermiş oldukları yanıt uzun dönem klinik sonuçları etkilemektedir. Bizim çalışmamızın amacı iliak greft, zigomatik implant, titanyum subperiosteal implant ve polieter eter keton (PEEK) subperiosteal implantın okluzal kuvvetler altında gösterdiği stres değerlerini sonlu elemanlar stres analizi yöntemiyle inceleyerek total dişsiz atrofik maksillaya sahip hastalara en doğru cerrahi tekniği seçmektir. Çalışmamızda bilgisayar ortamında tomografik kayıtlardan yararlanılarak ileri derecede atrofi gösteren total dişsiz maksilla modeli oluşturulmuştur. Bu model üzerine 4 ayrı tedavi planlaması uygulanmıştır. İliak kemik grefti ile kemik artırımı yapılıp 2, 4 ve 6 numaralı dişler hizasına 6 adet dental implant yerleştirilen maksilla birinci modeldir. Ramus kemik grefti ile kemik artırımı yapılıp 6 numaralı diş hizasına 2 adet zigomatik implant ve 2 ve 4 numaralı dişler hizasına 4 adet dental implant yerleştirilen maksilla ikinci modeldir. Titanyum subperiosteal implant uygulanan maksilla 3. model ve PEEK subperiosteal implant uygulanan maksilla 4. modeldir. Çalışmamızda 3,75 mm çapında 10 mm uzunluğunda Brånemark System (Nobel Biocare AB, Goteborg, Sweden) dental implantlar, 4,1 mm çapında 35 mm uzunluğunda Brånemark System zigomatik implantlar (Nobel Biocare AB, Goteborg, Sweden) kullanılmıştır. Oluşturulan modelde zigomatik implantlar intrasinüs tekniğiyle yerleştirilmiştir. 2, 4 ve 6 numaralı dişler hizasından vertikal olarak 150 N, oblik olarak 30 derece açıyla 50 N kuvvet uygulanmıştır. Uygulanan kuvvetler sonucunda kortikal ve trabeküler kemikte biriken gerilme ve sıkışma stresi, implant, abutment ve metal altyapıda biriken Von Mises stres değerleri sonlu elemanlar stres analizi ile incelenmiştir. Çalışmamızın sonucuna göre kemik üzerinde en fazla sıkışma stresi PEEK ile üretilen subperiosteal implant uygulanan modelde görülürken en fazla gerilme stresi ise iliak greft uygulanan maksilla modelinde izlenmiştir. Metal alt yapı üzerinde oluşan stresler en fazla titanyum subperiosteal implant uygulanan modelde bulunmuştur. Vertikal kuvvetler altında en fazla stres iliak greft uygulanan modeldeki implantlarda görülmekteyken oblik kuvvetler altında en fazla stres zigomatik implant uygulanan grupta oluşmuştur. Bu sonuçlara göre atrofik total dişsiz maksillanın sabit protetik rehabilitasyonu için oluşturulan 4 senaryoda fonksiyonel kuvvetler altında kemik, implantlar, abutment ve metal alt yapıda oluşan stres değerlerine bakıldığında tedavi seçeneği olarak ideal bir seçenek olmadığı görülmektedir. Bu nedenle her hasta kendi içinde değerlendirilmeli ve hasta için en ideal tedavi seçeneğine karar verilmelidir.
Hex ve Non-hex titanyum taban dayanaklar üzerine üretilen çok üniteli monolitik zirkon köprülerde kuvvet dağılımının sonlu elemanlar stres analizi ile karşılaştırılması
Üst çene ön bölgede çok üniteli implant üstü restorasyonlarda hex ve non-hex dayanaklar kullanılmasının implant sistemi ve çevre kemik dokuda oluşan stresler üzerindeki etkisi ile ilgili literatürde yeterli bilgi yoktur. Bu çalışmanın amacı, implant üstü çok üniteli monolitik zirkon köprülerde hex ve non-hex dayanakların farklı kombinasyonlar ile kullanıldığı durumlarda implant, dayanak ve kemikte oluşan streslerin değerlendirilmesidir. Bu amaçla, sonlu elemanlar stres analizi için tomografi verilerinden üst çene bölümlü dişsiz kemik modeli oluşturuldu. 13, 11 ve 23 numaralı dişler bölgesine üç adet implant üzeri altı üye monolitik zirkon köprü tasarlandı. Hex ve non-hex dayanakların farklı kombinasyonlarda kullanıldığı beş çalışma modeli oluşturuldu. Her modelde restorasyonların singulum bölgesinden palatolabial yönde 45° açıyla, her dişe 50 N büyüklüğünde olacak şekilde toplamda 300 N kuvvet uygulandı. Kortikal ve trabeküler kemikte meydana gelen maksimum ve minimum principal stres değerleri, implant boynu ve dayanaklarda oluşan Von Mises stres değerleri hesaplandı. Kortikal kemikte oluşan maksimum principal stres değerleri 3,43 ile 30,82 MPa, minimum principal stres değerleri ise -4,29 MPa ile -11,39 MPa aralığındadır. Trabeküler kemik için maksimum principal stres değerleri 1,29 ile 1,96 MPa, minimum principal stres değerleri -0,47 MPa ile -0,79 MPa aralığındadır. Von Mises stresler incelendiğinde implant boynu için 56,70-98,97 MPa arasında değerler elde edilirken dayanaklardaki stres değerleri 73,50-123,07 MPa aralığındadır. Platform-switch konikal bağlantılı implantlarda hex ve non-hex dayanak sistemleri kortikal ve trabeküler kemik üzerinde benzer stres değerleri oluşturdu. Hex dayanaklarda implant boynunda daha yüksek değerlerde stresler oluşurken dayanaklarda daha düşük değerler gözlendi.
İmplant ve diş destekli tüm ağız restorasyonlarda farklı oklüzal tabla morfolojilerinin restorasyonlar ve dayanaklar üzerindeki yük dağılımına etkisinin sonlu elemanlar analiz yöntemi ile değerlendirilmesi
Dental implantlar, artık kısmi ve tam dişsizlik olgularında ilk olarak tercih edilen bir tedavi seçeneği haline gelmiştir. Oklüzal yükleme altında doğal dişler, implantlar ve çevre dokularında bir takım stresler oluşmaktadır. Çalışmamızda farklı oklüzal tabla morfolojilerine sahip restorasyonlarda stres dağılımı sonlu elemanlar stres analiz yöntemiyle incelenmiştir. Bilgisayar ortamında elde edilen farklı oklüzal tablalarla hazırlanmış modellere çiğneme kaslarını temsil eden kuvvetler aracılığıyla oluşan stres dağılımındaki farklılıklar incelenmiştir. Çalışmada alt ve üst çene doğal dişli model, alt ve üst çenenin tüm ağız implant üstü monolitik zirkonya restorasyonlu model ve üst çene doğal dişli alt çene implant üstü monolitik zirkonya restorasyonlu olmak üzere toplam üç adet senaryo hazırlanmıştır. Her bir senaryo kendi içinde balanslı oklüzyon, lingualize oklüzyon ve genişletilmiş fossa oklüzyon oklüzal şeması olmak üzere üç farklı oklüzal şema modellenmiştir. Çalışmamızda oklüzal şemadaki farklılıkların diş, implant ve çevre dokularda farklı stres dağılımı gösterdiği görülmüştür. Elde edilen sonuçların klinik uygulamalar sırasında oklüzal şema ve materyal seçiminde bir rehber olacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Oklüzal şema; oklüzyon; monolitik zirkonya.
Medial açık kama yüksek tibial osteotomi prosedüründe frontal plandaki osteotomi eğiminin lateral korteks kırığı üzerine etkisi
Amaç: Medial kompartman artrozu tedavisinde özellikle orta yaş grubunda yüksek tibial osteotomi tekniğinin rolü gün geçtikçe artmaktadır. Bu teknik sayesinde diz eklemi üzerinden geçen aks düzenlenerek medial kompartman üzerindeki yükün azaltılması amaçlanmaktadır. Biz de çalışmamızda frontal plandaki osteotomi eğiminin, medial açık kama yüksek tibial osteotomi ameliyatı sırasında oluşabilen lateral korteks kırığı üzerine etkisini inceleyeceğiz. Yöntem: Çalışmamız sonlu eleman analiziyle oluşturulmuş nümerik bir çalışmadır. Çalışmamız bilgisayar üzerinden yapılmış olup Karatay Üniversitesi Makine Mühendisliği laboratuvarında tamamlandı. Bilgisayarlı tomografi üzerinden oluşturulan katı tibia modeli üzerinde bilgisayar ortamında farklı açılarda osteotomiler yapılarak (10°, 13°, 16°, 19°, 22°) 5 farklı model oluşturuldu. Modeller üzerine tibia proksimalde osteotomi hattı distaline 5 N'dan başlayarak 75 N'a kadar olmak üzere, 5 N' luk değişimlerle kuvvet uygulandı. Uygulanan kuvvet sonucu oluşan momentin lateral menteşe üzerinde oluşturduğu kemik gerilmeleri (MPa), osteotomi hattındaki açı değişimleri (°) ve gap mesafeleri (mm) kayıt altına alındı. Bulgular: Tibia proksimalde osteotomi hattı distaline uygulanan kuvvetler sonucu düzeltme açıları elde edildi. Aynı düzeltme açısına ulaşıldığında, tüm modellerde yaklaşık olarak aynı lateral korteks kemik gerilimleri elde edildi. Ancak aynı kuvvet altındaki modeller kıyaslandığında, yüksek frontal eğim ile osteotomi yapılan modellerde daha yüksek açı değişimleri ve gap aralıklarına ulaşıldı. Örneğin 5 N kuvvet altında 10° frontal eğim ile osteotomi yapılan modelde 0,26° düzeltme açısı, 1,43 mm gap mesafesi oluşurken; 22° frontal eğim ile osteotomi yapıldığında 0,35° açısı ve 1,37 mm gap mesafesi oluştuğu gözlendi. 75 N kuvvet altında ise 10° eğim ile osteotomi yapılan modelde 10,81° düzeltme açısı, 14,02 mm gap mesafesi oluşurken; 22° eğim ile osteotomi yapıldığında 16,86° düzeltme açı ve 19,31 mm gap mesafesi oluştuğu gözlendi. Sonuç: Aynı düzeltme derecesine ulaşıldığında tüm osteotomi modellerinde aynı lateral menteşe gerilimleri elde ettik. Ancak aynı kuvvet uygulanan modellerde eklem çizgisine göre daha distalden osteotomi yapıldığında, daha yüksek düzeltme derecelerine ve gap aralıklarına ulaşılabileceğini gözlemledik. Daha yüksek miktarda düzeltme gereken olgularda osteotomi başlangıç noktasını eklem hattından daha distalde tutarak, daha hızlı şekilde sonuca ulaşılabileceğini söyleyebiliriz.
Aşırı kron harabiyetine sahip mandibular molar dişlerde farklı CAD/CAM materyalleri kullanılarak yapılan post-kor destekli tam kron ve endokron restorasyonlarında oluşan stres dağılımlarının sonlu eleman analizi ile karşılaştırılması
Endodontik olarak tedavi edilen dişlerin prognozlarını iyi bir şekilde uzun yıllar devam ettirebilmeleri için başarılı bir protetik tedaviyle fonksiyonlarını sürdürmeleri gerekmektedir. Kök kanal tedavisi ve sonrasında yapılan restorasyonlarda; kök ve dentin boyunca homojen bir gerilme kuvveti dağılımı sağlamak için, özellikleri dentinin sahip olduğu biyomekanik özelliklere yakın malzemeler kullanılarak kaybolan dentin dokusunun elastik özellikleri geri kazandırılmalıdır. Restorasyonun kalitesi ve adaptasyonu, kalan diş dokularının korunması ve dişle protetik materyaller arasındaki bağlanmanın yeterliliği gibi faktörler tedavinin başarısı için önem arz etmektedir.Adeziv diş hekimliği ve CAD/CAM teknolojisindeki gelişmeler göz önünde bulundurularak özellikle son yıllarda aşırı madde kaybına sahip dişlerde, post-kor tam kron restorasyonlara kıyasla daha konservatif olan endokron restorasyonların kullanımları artmıştır. Bilimsel çalışmalarda, endokron ve post-kor destekli tam kron restorasyonlarda ortak olarak kullanılan, estetik ve mekanik özellikleri geliştirilmiş materyallerden üretilen tam seramik, kompozit veya hibrit materyallerinin oldukça sık kullanıldığı görülmektedir. Araştırmalar göz önünde bulundurulduğunda bu materyallerin aşırı kron harabiyetine sahip ve kök kanal tedavisi yapılan, farklı restorasyon çeşitleri uygulanmış dişlerdeki prognozları tam olarak bilinememektedir. Çalışmamızın amacı, aşırı madde harabiyetine ve kök kanal tedavisine sahip alt birinci molar dişlere farklı materyaller kullanılarak yapılan endokron ve post-kor tam kron restorasyonlarda dikey ve oblik yönde uygulanan kuvvetlerin diş dokularında ve restorasyonlarda oluşturduğu stres dağılımlarını, üç boyutlu sonlu eleman stres analiz yöntemini kullanarak değerlendirmek ve yapıların mekanik performanslarının analiz ve incelenmesini yapmaktır. Bu çalışma Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi ve Tinus Mühendislik iş birliğiyle gerçekleştirilmiştir. Araştırmada iki farklı restorasyon tipi, üç farklı restorasyon materyali ve iki farklı kuvvet çeşidi modellenerek sanal ortamda toplam 12 adet model oluşturulmuştur. Üç boyutlu ağ yapısının düzenlenmesi ve matematiksel anlamda uygun katı ağ yapısına dönüştürülmesi, üç boyutlu sonlu elemanlar analizi modellerinin oluşturulması ve sonlu elemanlar stres analizi işlemi; 2.40 GHz saat hızında INTEL Xeon E-2286 işlemcili, 64 GB ECC belleğe sahip HP iş istasyonlarında gerçekleştirilmiştir. Tomografi verisinden .stl modelin elde edilmesi 3DSlicer yazılımında yapılmıştır. Çalışmamızda sol alt 1. Molar diş, Wheeler diş atlasında bulunan farklı açıdaki görüntüleri kullanılarak üç boyutlu sonlu elemanlar geometrik modellemesi yapılmıştır.Araştırmamızda diş dokuları; mine, dentin, periodontal ligament, kortikal ve spongioz kemik olarak modellenmiştir. Restorasyon için kullanılan gütaperka, cam fiber post, rezin siman, kompozit rezin ve lityum disilikat cam seramik [IPS e.max CAD (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)], hibrit seramik [Vita Enamic (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Almanya)] ve zirkonya ile güçlendirilmiş lityum silikat [Vita Suprinity (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Almanya)] CAD/CAM materyalleri ile uygulanan endokron ve tam kron restorasyonların geometrik modellemeleri yapılmıştır. Dişlerin oklüzal yüzeylerinden 5 farklı bölgeden toplam 300 N kuvvet dikey veya oblik yönde uygulanmıştır. Her bir modelin stres dağılımları 3 boyutlu SESA yöntemi ile analiz edilip; endokron,tam kron, dentin, mine ve rezin simana ait Von Mises stresleri ve maksimum asal gerilimleri renkli görüntüler kullanılarak değerlendirilmiştir. Dikey ve oblik kuvvet yükleme koşullarında endokronlarda meydana gelen stres yoğunluğu retansiyon kavitelerindeyken, tam kron restorasyonlarda basamaklara temas eden alanlarda daha fazla stres birikimi gözlenmiştir.Kullanılan CAD/CAM materyalleri arasında restorasyonlardaki en yüksek stres değerleri IPS e.max CAD grubunda, en düşük değerler ise Vita Enamic materyalinde bulunmuştur. Dikey kuvvetler altında en yüksek stres değerleri endokronlarda bulunurken, oblik yüklemede tam kron restorasyonlarda tespit edilmiştir. Dikey kuvvet uygulamasında rezin simanlarda bulunan en büyük maksimum asal gerilim stres değeri IPS e.max CAD kullanılan endokronlarda gözlenirken, oblik kuvvetlerde Vita Enamic tam kron restorasyonlarda bulunmuştur.Dikey ve oblik kuvvetlerin hepsinde mine ve dentinde maksimum asal gerilim değerleri genel olarak Vita Enamic ile restore edilen tam kron gruplarında daha yüksektir. Açılı gelen kuvvetler altında dikey kuvvetlere göre streslerin daha geniş alana yayıldığı gözlenmiştir.
Farklı döner eğe sistemleri kullanarak şekillendirilen mandibular molar dişlerin stres dağılımlarının değerlendirilmesi
Amaç: Bu çalışmanın amacı, rezin içerikli mandibular birinci molar dişlerin, farklı nikel titanyum (Ni-Ti) döner enstrümanla şekillendirilmesinin, stres dağılımına etkisinin Sonlu Elemanlar Stres Analizi (SESA) yöntemiyle incelenmesidir. Gereç ve Yöntem: Üç boyutlu yazıcı kullanılarak üretilmiş modeller, dört farklı Ni-Ti enstrümanla şekillendirilmiştir. Şekillendirilen modeller beş grup olacak şekilde sınıflandırılmıştır: Grup 1: ProTaper Gold (PTG), Grup 2: Reciproc Blue (RCB), Grup 3: Xp-endo Shaper (XPS), Grup 4: Hyflex EDM (HEDM) ile şekillendirilmiş, Grup 5: şekillendirme yapılmamış grup. Modeller Scanco Medical Mikro-BT 50 (İsviçre) cihazı ile 70 kVp güç, 114 μA akım, 30 µm voxel boyutu, 300 ms bütünleşme zamanı, 0.5 mm alüminyum filtre olacak şekilde taranmıştır. Her bir örnekten yaklaşık 700-750 kesit görüntü alınmıştır. Tomografi verileri DICOM formatında kaydedilmiştir. SESA için 250 N büyüklüğünde, iki farklı yük uygulanmıştır. İlk yük; santral fossaya dik, ikinci yük; dişin uzun aksına 45° derece açıyla bukkal tüberkülün lingual düzlemine eğik şekilde uygulanmıştır. Stres değerlendirmeleri von Mises Stres, maksimum asal gerilim ve minumum asal gerilim değerleri ile ifade edilmiştir. Sonuçlar yorumlarla değerlendirilmiştir. Bulgular: Her iki yükleme koşulunda da meydana gelen stres, kuvvet uygulama alanlarında yoğunlaşmıştır. En yüksek stres değerleri Grup 3'te, en düşük ise Grup 5'te gözlemlenmiştir. Oblik yükler altında oluşan stresler, dikey yüklerden daha yüksek gözlemlenmiştir. Sonuç: Hacimsel farklılıklar parçanın genelinde stres artışına ve belli bölgelerde stres konsantrasyonlarında artışa sebep olsa da; dentin genelinde stres dağılımlarının benzer olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Döner eğeler, Mikrobilgisayarlı tomografi, Sonlu elemanlar stres analizi.
Numerical simulation for investigation of dynamic behavior of buildings with a shaking table
Shaking table test of a structure has a very important role in the understanding of the dynamic behavior of the structure. In conjunction with the shaking table, a seismic simulation of the building, bridge, and underground structures can be conducted up to the collapse stage. Traditionally, engineers have used laboratory test to investigate the structural behavior of building products and systems which are subjected to the expected wind and earthquake loads and to develop appropriate design rules. Laboratory testing was also used to develop new building products and systems. However, laboratory testing has time-consuming and expensive effects so that numerical analysis can be included to optimize or minimize these effects. In this study, three-dimensional finite element analyses of a shaking table (substructure) model and models of some types of buildings (superstructures) were conducted together using the ANSYS program. In the finite element analysis, a hexahedral mesh including approximately 1.9 million degrees of freedom was used. For the motion of the shaking table linear contact elements were taken into consideration. The constructed models were linearly analyzed under various dynamic loadings including harmonic and earthquake loads which were carried out as displacement-controlled loading. The results are given to find out displacements, accelerations and overall strength at different points of the substructures and superstructures and to determine the collapse styles or failure mechanisms.
Statik ve modal analiz ile turboşaft motor bağlanti braketi tasarimi
Statik ve Modal Analiz ile Turboşaft Motor Bağlantı Braketi Tasarımı tez çalışmasında, turboşaft motorların testlerinin yapıldığı test odalarında güvenli bölgede çalışabilmek için motor bağlantı braketinin yapısal olarak incelemesi yapılmıştır. Turboşaft motorların testlerinin yapıldığı odalarda alınacak ölçümlerin doğruluğu ve teste tabi tutulan motorların güvenliği birinci önceliktir. Bu nedenle motor bağlantısı elemanlarının sağlamlığı kritik öneme sahiptir. Bu kapsamda test odası bileşenleri detaylı şekilde incelenmiştir. Test odalarının olmazsa olmaz sistemleri, dinamometre, hava ve yakıt besleme sistemleri ile veri toplama altyapısı gibi alt sistemlerden bahsedilmiştir. Tez çalışmasında, motor bağlantı braketi üzerinde statik ve modal analizler gerçekleştirilmiştir. Farklı ağ yapıları karşılaştırılarak ağ bağımsızlık çalışması yapılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Kartezyen ağ yapısı ve 1,25 mm eleman boyutu en düşük çarpıklık metriği ve en yüksek eleman kalitesi açısından öne çıkmıştır. Statik analiz sonuçlarına göre maksimum eşdeğer gerilme 65,7 MPa ve maksimum toplam deformasyon 0,484 mm olarak hesaplanmıştır. Bu değerlerin belirlenen sınırların üstünde olmadığı doğrulanmıştır. Ayrıca parametrik analiz çalışması ile birlikte motor bağlantısı parçalarının bazı kalınlıkları değiştirilerek yapılan analizler sistemin genel davranışına etkisi değerlendirilmiştir. Modal analiz çalışmalarıyla motor bağlantı parçasının ilk sekiz doğal frekansı ve mod şekilleri belirlenmiştir. Bu çalışma ile sistemin dinamik davranışları incelenmiştir. Özellikle düşük frekanslı modların motordan gelen frekanslardan uzak olmasına dikkat edilmiştir. Rezonans ihtimali bulunan tasarım bölgeleri vurgulanmıştır. Tüm bu analiz sonuçlarından elde edilen sonuçlar, daha rijit motor bağlantı tasarımları oluşturmak ve test sistemi güvenirliliğini artırmak açısından değerlendirildiğinde önemli bilgiler sağlamıştır. Sonuç olarak bu tez çalışması, turboşaft motor test odası tasarımı özelinde, sonlu elemanlar ile yapısal analiz felsefesiyle motor bağlantı braketlerinin değerlendirilmesini hedeflemiştir. Analiz sonuçları hem literatüre katkı sağlamış hem de sahada testlerde kullanmaya yönelik bilgiler sunmuştur.
Havacılık aksesuar dişlileri rim ve ağ kalınlığının dişli kontağına ve doğal frekansına etkileri
Havacılık aksesuar dişli kutuları, motor ve alt sistemler arasında mekanik güç aktarımını sağlayan kritik sistemlerdir. Bu sistemlerdeki dişliler, yüksek dönüş hızlarında çalışan ve şaftla yekpare olarak tasarlanan hassas bileşenlerdir. Ayrıca hafiflik ve güvenilirlik, bu sistemlerde öncelikli tasarım hedeflerindendir. Bu dişli kutularının tasarım projelerinde özellikle dişli ağırlık ve güvenilirlik optimizasyonu zorlu bir süreçtir. Bu çalışmada, AGMA 2001 D04 standardına uygun olarak modellenmiş bir havacılık aksesuar düz dişli çifti kullanılarak rim ve ağ kalınlıklarının, dişli kontak durumuna ve dişli doğal frekanslarına etkileri incelenmiştir. Bu amaçla statik ve modal analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan değerlendirmelerde, kontak kuvvet dağılımları, gövde deformasyonları ve doğal frekanslar üzerindeki etkiler incelenmiştir. Bu tez kapsamında yapılan analizlerde, geometrik değişimlere bağlı olarak Z53 dişlisinde gövde deformasyonuna bağlı %8'e varan dişli kontak kayma değişimleri görülmüş ve ilk 6 mod frekansındaki değişimler ortaya konmuştur. Benzer şekilde Z76 dişlisinde ise %20'lere varan kontak kayma değişimleri ile ilk 6 mod frekansındaki değişimler gösterilmiştir. Kontak kuvvet dağılımları incelendiğinde ise her iki dişlinin de en ince yapılarda olduğu durumda kontak kuvvet dağılımı tepe değerinde %21 kadar bir artış tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları kullanılarak bir havacılık aksesuar dişli kutusu tasarımında kavramsal ve ön tasarım aşamalarında daha hızlı bir şekilde dişli geometrilerinde değişiklik yapılabilecektir. Şaft ile yekpare olduğu için dişli şaft olarak adlandırılan bu parçalarda rim ve ağ kalınlıkları belli ölçülerde değiştirildiğinde ortaya çıkan etkilerin büyüklüğüne göre dişli şaft geometrileri en az geometri değişikliği ile ihtiyaç dâhilinde iyileştirilebilecektir. Bu sayede tasarım sürecinde hem maliyetler azaltılmakta hem de süreç daha yönetilebilir hale gelmektedir.
Zigomatik implant uygulanan atrofik maksillada zigomaya gelen travmatik kuvvetlerin üç boyutlu sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Bu çalışmanın amacı; farklı teknik ve apikal yerleşimli zigomatik implantların (Zİ), travma biyomekaniği üzerine olası etkilerinin 3 boyutlu (3B) sonlu elemanlar analizi (SEA) ile değerlendirilmesidir. Çalışma atrofik maksillalı bir hastanın bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleri üzerinden yürütüldü. Mimics 12.1 yazılımıyla 3B görüntü oluşturularak, GEOMAGIC 3D yazılımı ile pürüzsüz bir yüzey halinde modelleme tamamlandı ve 3B CAD model elde edildi. Zİ yerleştirilmeyen kontrol grubu ve SOLIDWORKS yazılımı ile Zİ'ler CAD modele intrasinüs, ekstrasinüs, ekstramaksiller, çift ekstramaksiller teknik ile Zİ apeksi zigomanın lateral dış kortikal kemiğini perfore etmeyen ve 1 mm dışında sonlanacak şekilde yerleştirilen modeller ile toplam 9 model elde edildi. ANSYS yazılımı ile ağ yapısı oluşturulup, BoneMat© programı ile elastik modül atamasını takiben sınır koşullar belirlendi. Sabitlenen modellere zigomada 3247 N statik kuvvet sagital düzleme 45° açıyla horizontal olarak 40 mm2 alana 1 saniyede uygulandı. Kemik esneme kriteri 153 MPa olarak belirlendi ve oluşan eşdeğer gerilme kuvvetleri renk skalasıyla değerlendirildi. Maksimum eşdeğer gerilme kuvvetleri tüm modellerde Zİ apeksi zigomanın lateral dış kortikal kemiğinin 1 mm dışında sonlanan bölgede daha yüksek izlendi (9380 ± 3812 MPa). Zigomatik sütur bölgelerinde ise Zİ apeksinin 1 mm dışında sonlanan modellerde oluşan eşdeğer gerilme kuvvetleri, perfore edilmeyen modellere göre düşük seviyede izlendi. Eşdeğer gerilme kuvvetlerinin dağılımı; zigomatikofrontal, zigomatikotemporal, zigomatikomaksiller sütur bölgeleri ve maksiller sinüs lateral duvarında en fazla ekstramaksiller en az intrasinüs modelde izlenirken, çene kemiğinde ise en yüksek ekstrasinüs modelde izlendi. Zigoma bölgesindeki implant ile alınan bikortikal desteğin travmatik kuvvetlerin homojen dağılımını sağladığı, çene kemiğinden alınan bikortikal desteğin ise Zİ gövdesi çene kemiğinden uzaklaşırken bu desteğin kaybedilmesi nedeniyle zigomatik sütur bölgelerinde gerilmeyi arttırdığı ve dolayısıyla kırığa yol açabileceği sonucuna varıldı.
Finite element analysis of enamelled steel structures
Enamelled steel components have been used widely in cooking appliances, architectural panels, chemical reactors and heat exchanger parts. Superior chemical and physical attack resistance and hygiene properties made enamelled steel a preferred material of choice for these applications. Enamelled steel is a steel-glass composite where metal acts as a substrate and a thin layer of glass powder is coated on it. By subsequent thermal processing, glass powder melts and forms a continuous layer on steel. The difference between the thermal expansion coefficients of steel and glass result in thermal deflection and warping of the structure. In order to reduce the percentage of out of tolerance products, many design alternatives are prepared through product development process. Testing every design alternative can be costly and time consuming, therefore, a simulation methodology predicting the behavior of the structure through manufacturing stage is needed. Finite element analysis is used in order to develop a methodology for the manufacturing process simulation of enamelled steel products. Viscoelastic and elastic material models are used and the results are compared. The validation of the analysis methodology is done with rectangular enamelled steel plates manufactured in Arcelik production facility. The methodology then applied to oven cavity. The oven cavities manufactured in Arcelik facility were measured dimensionally with Coordinate- Measurement Machine and the coating thicknesses were measured with elcometer. Finite element analysis results were compared with Coordinate-Measurement Machine results. Additionally, Dynamic Mechanical Analyzer was used for characterization of glass in order to obtain its temperature dependent material properties.
Tekrarlı yükler altında dairesel delikli tabakalı kompozit levhalarda ilerlemeli hasar analizi
Bu çalışmada, tekrarlı yükler altında cam fiber takviyeli dairesel delikli ve pim bağlantılı kompozit malzemelerin sayısal ortamda bir sonlu elemanlar modeli oluşturarak ilerlemeli hasar analizi yapılmıştır. Ayrıca deneysel olarak deliksiz düz, dairesel delikli ve pim bağlantılı levhalar yorulma testine tabi tutulmuştur. Deliksiz numuneler için S-N eğrisi oluşturulmuştur. Deneysel yorulma testlerinden çevrim sayısına bağlı olarak elde edilen kalıntı mukavemet ve kalıntı rijitlik eğrileri ilerlemeli hasar analizinde kullanılmıştır. Sayısal çalışmada APDL (ANSYS Parametric Design Language) kodları kullanılarak tekrarlı yükler altında ilerlemeli hasar analizi yapabilen bir program oluşturulmuştur. Bu programda Hashin ve Puck hasar kriterleri kullanılmıştır. Yorulma ilerlemeli hasar analizinde bir akış diyagramından faydalanılmıştır. Malzeme özellikleri, akış diyagramı temel alınarak, malzemede hasar oluşmuşsa ani olarak, hasar oluşmamışsa uygun rijitlik ve mukavemet azaltım formülleri kullanılarak kademeli olarak azaltılmıştır. Cam fiber takviyeli polimer kompozit levhalar 8 tabakalı ve toplam 2.5 mm kalınlığındadır. Levha ölçüleri 250x25 mm olup dairesel delikli ve pim bağlantılı numunelerin delik çapları 6 mm olarak belirlenmiştir. Elde edilen ortalama statik çekme yükünün %80'inden başlamak üzere farklı yükleme oran aralığı kullanılarak numunelere dinamik testler yapılmıştır.%30 yükleme oranı sadece deliksiz numunelerde kullanılmış olup bu yükleme oranında çevrim sonsuza (106≥) gitmiştir. Son aşamada sayısal ve deneysel çalışmalardan elde edilen hasar resimleri karşılaştırılıp, yükleme oranlarına bağlı hasar çevrim sayısı grafikleri elde edilmiştir. Delikli ve pim bağlantılı sonlu eleman modeli için ayrıca parametrik çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışmada kalınlık ve delik çapları değiştirilmiştir. Sonuç olarak tekrarlı yükler altında çalışan, farklı fiziksel problemlere uygulanabilen, farklı hasar teorilerine uygun, ilerlemeli hasar analiz program kodları yazılmış ve deneylerle doğrulaması yapılmıştır.
Ortodontik şeffaf plak tekniği ile gerçekleştirilen kanin distalizasyonunun değerlendirilmesi: Üç boyutlu sonlu elemanlar analizi
Son zamanlarda ortodontik tedavilerde maloklüzyonların düzeltilmesi amacıyla şeffaf plakların kullanımı estetik, konfor ve kullanım kolaylığı gibi avantajları nedeniyle öne çıkmaya başlamıştır. Bu sonlu elemanlar analizi çalışmasında, şeffaf plak tekniği ile gerçekleştirilen kanin distalizasyonunda kullanılan elipsoit ve vertikal horizontal ataşman ile dört farklı kalınlıktaki şeffaf plak uygulamasının plak ve dişler üzerinde meydana getirdiği stres dağılımı ve yer değiştirme miktarlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada maksiller dişleri, şeffaf plağı, ataşmanları ve periodontal ligament yapılarını içeren üç boyutlu sonlu elemanlar modeli oluşturuldu. Kanin diş üzerine yerleştirilen elipsoit ve vertikal horizontal ataşmanlar ile 0,5 mm, 0,625 mm, 0,75 mm, 1 mm şeffaf plak kalınlıkları modellenerek toplamda 8 senaryo oluşturuldu. Tüm senaryolarda şeffaf plaklar 0,25 mm aktive edildi. Aktivasyon ile şeffaf plak uygulamasını takiben her iki ataşman tipinde de kanin dişte tipping hareketi gözlendi. Elipsoit ataşman uygulanan senaryolarda kanin dişte görülen distopalatal rotasyon derecesinin, vertikal horizontal ataşman uygulanan senaryolara göre daha fazla olduğu görüldü. Plak kalınlığının artmasıyla doğru orantılı olarak kanin dişe gelen kuvvet ve keser dişlerde oluşan palatal yönde devrilme miktarı arttı. Çalışmamız sonuçlarına göre; iki farklı ataşman tipinin distalizasyon esnasındaki paralel hareket oluşumuna etkilerinde belirgin bir fark olmadığı, plak kalınlığının artışıyla kanin dişe gelen kuvvet miktarının arttığı ve ark üzerinde özellikle keser dişlerde istenmeyen hareket oluşturabileceği belirlenmiştir.
Gerilme giderme deliklerine sahip düz dişli çarklarda gerilme analizi
Dişliler, makinelerde en yaygın olarak kullanılan güç aktarma elemanlarındandır. Makine, otomotiv, havacılık, savunma, tıp gibi birçok sahada vazgeçilmez yapıtaşlarından biridir. Güç aktarımı esnasında; hız, moment, dönme sayısı ve dönme hızı gibi nicelikleri; dönme yönü ve dönme ekseni gibi nitelikleri dişliler yardımıyla değiştirebiliriz. Bu değerlerdeki değişimlerin uygun şekilde olması için dişlilerdeki şu nicelikleri değiştiririz; dişli modülü, diş sayısı, bölüm dairesinin çapı, diş kalınlığı, diş dibi yarıçapı gibi. Bu tezde, dişli çarklarda diş dibi dairesine yakın muhtelif konumlarda açılan gerilme giderme deliklerinin diş dibi gerilmesine olan etkisi analiz edilecektir. Diş dibi gerilmesini azaltmaya yönelik bu minvalde yapılmış olan araştırmalardan bahsedilecektir. Uzun yıllar boyunca, tasarım özelliklerinin kademeli olarak eklenmesiyle dişli tasarımları gelişti. Dayanıklılığı ve yük kapasitesini artırmak için dişli geometrisini değiştirmek ile ilgili çok az şey yapılmıştır. Dişlinin dış kısmında, diş profilini değiştirmek suretiyle çeşitli değişiklikler yaygınlıkla yapılmaktadır fakat dişli çarkın iç kısmında buna benzer değişiklikleri yapmanın bu kadar kolay olmadığı görülmüştür. Bu çalışmada, kritik alanlardaki gerilmeleri düşürmek amacıyla üç dişe sahip dişli çarkta diş dibi yakınlarına delikler açılmıştır. Delik boyutu ve delik yerleşiminin diş dibi gerilimi üzerindeki etkisi sistematik olarak incelenmiştir. Bölüm dairesine teğet sabit bir kuvvet uygulandı. Sonlu elemanlar programında, kuvvete maruz kalmış dişli çarklarda maksimum eşdeğer gerilme değerleri elde edildi. Analizler sonrasında tüm sonuçlar karşılaştırıldı. Buna göre, bu çalışmada tercih edilen dişli çark ölçülerinde, deliğe sahip olan dişli çarklarda, deliksiz olan dişli çarka göre en fazla %9 civarında gerilme düşüşü gözlemlendi. Anahtar Kelimeler: Düz Dişli Çarklar, Gerilme Giderme, Sonlu Elemanlar Yöntemi
Farklı sutur ossifikasyon derecesine sahip hastalarda, mini-vida destekli hızlı üst çene genişletmesinin; yüz, kafa tabanı ve temporomandibular eklem bölgesindeki etkilerinin 3 boyutlu sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Amaç: Bu çalışmada, farklı sutural ossifikasyon derecelerinde, mini-vida destekli hızlı üst çene genişletmesinin (MDHÜÇG) yüz, kafa tabanı ve eklem bölgesindeki stres ve yer değiştirme miktarlarının sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda farklı sutural ossifikasyon derecelerine sahip modellere MDHÜÇG yapılmıştır. Modellerimiz; Tip A: Tüm suturlardaki ossifikasyon tamamlanmamış bir model, Tip B: Tüm suturlardaki ossifikasyon kısmen tamamlanmış bir model, Tip C: Tüm suturlardaki ossifikasyon tamamlanmış bir model, Tip D: Midpalatal sutur ossifikasyonu kısmen tamamlanmış, çevresel sutur ossifikasyonu tamamlanmış bir model. Maksillaya transversal yönde 100 Newton kuvvet uygulanmış ve ortaya çıkan gerilme ve yer değiştirme miktarları değerlendirilmiştir. Analiz için Algor Fempro (ALGOR, Inc. 150 Beta Drive Pittsburgh, PA 15238-2932 USA) yazılımından yararlanılmıştır. Bulgular: Modellerdeki en yüksek stresler mini vidaların çevresinden sonra midpalatal suturda görüldü. Maksillanın çevresel suturlarında Tip D'nin Tip B den daha çok stres aldığı görülmüştür. Tip C ile Tip D grubunda ise oluşan stresler arasında çok büyük bir farklılık bulunmamıştır. Foramen ovaledeki en büyük stres Tip C ve Tip D grubunda görülmüştür. SOS'daki en büyük stresler ise Tip A ve Tip B grubunda görülmüştür. Midpalatal sutur transversal eksende, posteriorda anteriora oranla daha çok açılma gerçekleşmiştir. Kondil yukarı ve öne doğru hareket ettiği ve mandibulanın anterior rotasyon yaptığı görülmüştür. Sonuç: MDHÜÇG dik yön büyümesine sahip maksiller darlık gösteren hastalar için kullanılabilir. MDHÜÇG'nin farklı gelişim dönemlerinde kullanılmasında herhangi bir sakınca görülmemektedir. Ossifikasyon derecesi arttıkça kafa tabanında görülen stresler artmış olarak bulunsa da bu streslerin ihmal edilebilir düzeyde olduğu görülmektedir. Anahtar Kelimeler: mini-vida, hızlı üst çene genişletmesi, sutur ossifikasyon, sonlu elemanlar analizi
Sagittal split ramus osteotomisinde kullanılan farklı fiksasyon tekniklerinin üç boyutlu sonlu elemanlar analizi ile karşılaştırılması
SSRO, ortognatik cerrahide mandibulaya sıklıkla uygulanan yöntemlerden birisidir. SSRO uygulanmasının ardından fiksasyon sağlanması amacıyla en çok kullanılan tekniklerden birisi miniplak sistemleridir. SSRO operasyonlarının başarısını arttırmak amacıyla birçok miniplak tasarlanmış ve kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, SSRO'nun fiksasyonunun stabilizasyonuna ilişkin biyomekanik unsurları değerlendirerek güvenli bir fiksasyon tekniği belirleyebilmektir. SEA yöntemi ile oluşturulan üç boyutlu mandibula modellerine SSRO uygulanmasının ardından distal segment 10 mm ilerletildi. Segmentler 4 delikli düz miniplak, 4 delikli eğimli miniplak, 6 delikli düz miniplak, 6 delikli eğimli miniplak, yeni tasarımla oluşturulan kırlangıç düz miniplak ve kırlangıç eğimli miniplak ile fikse edildi. Modellere ısırmayı simüle edecek şekilde çiğneme kaslarından kuvvet uygulandı. Fiksasyon sistemleri ile kemikte oluşan stresler ve segmentler arası yer değiştirme miktarları değerlendirildi. Kırlangıç miniplaklarda diğer miniplaklara göre daha yüksek maksimum stres değerleri bulundu. Vidalarda oluşan streslerde; en az stresin kırlangıç miniplakların fiksasyonunda kullanılan vidalarda oluştuğu görüldü. Kortikal ve spongiöz kemikte oluşan streslerde ise kırlangıç miniplakların kullanıldığı modellerde daha az stres oluştuğu gözlendi. Ayrıca segmentler arasında oluşan yer değiştirme miktarları değerlendirildiğinde; en az yer değiştirmenin kırlangıç miniplaklar ile fikse edilen modellerde olduğu bulundu. Kırlangıç miniplakların, SSRO operasyonlarında rutin olarak kullanılan 4 delikli ve 6 delikli miniplaklara göre kemik dokuya daha az stres ilettiği, daha stabil olduğu ve değerlendirilen teknikler arasında en başarılı fiksasyon tekniği olduğu sonucuna varıldı.
Sagital split ramus osteotomisinde kullanılan farklı fiksasyon teknikleri ve bu tekniklerin temporomandibular eklem üzerine etkilerinin üç boyutlu sonlu elemanlar analizi ile karşılaştırılması
Sagital Split Ramus Osteotomisi, mandibular deformitelerin düzeltilmesinde en sık uygulanan ortognatik cerrahi yöntemlerden birisidir. SSRO cerrahisinin uygulanmasından sonra yeterli fiksasyonun sağlanması için en çok tercih edilen tekniklerden birisi mini plak- vida sistemleridir. SSRO cerrahilerinin post-operatif başarısını arttırmak için pek çok mini plak tasarlanmış ve kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, SSRO'nun fiksasyonunun stabilizasyonuna ilişkin biyomekanik unsurları ve temporomandibular eklemdeki etkilerini değerlendirerek güvenli bir fiksasyon tekniği belirleyebilmektir. Mevcut çalışmada, distal segmentin 10 mm ilerletildiği bir SSRO cerrahisi modellendi ve SEA yöntemi ile analiz edildi. Kemik segmentleri 4 delikli mini plak, 6 delikli mini plak ve yeni tasarlanan: 6 delikli kırlangıç mini plak, 6 delikli yelpaze mini plak, 4 delikli çift Y mini plak ile fikse edildi. Modeller üst kafa kaidesinden sabitlenerek, ısırmayı taklit edecek şekilde kuvvetlere maruz bırakıldı. Fiksasyon işlemi sonrası kemikte oluşan stresler ve TME komponentlerindeki stres değerleri değerlendirildi. Yapılan analizler neticesinde; kırlangıç mini plaklarda diğer mini plaklara kıyasla en düşük stres değerleri bulundu. Vidalarda oluşan streslere bakıldığında ise en az stresin kırlangıç mini plakların fiksasyonunda kullanılan vidalarda oluştuğu görüldü. Ayrıca kırlangıç mini plağın, rutin olarak kullanılan 4 delikli ve 6 delikli mini plaklara ve diğer yeni tasarlanan yelpaze ve çift Y mini plaklara göre kemik dokuya daha az stres ilettiği ve daha stabil olduğu görüldü. TME yapılarına da daha az stres ileten ve stres yayılım paterninin de en dar olduğu tasarım olan kırlangıç mini plağın değerlendirilen teknikler arasında en başarılı fiksasyon tekniği olduğu sonucuna varıldı.
Posterior maksillada uygulanan açılı implantların farklı açı, çap ve boydaki tasarımlarla uygulanmasının etkilerinin üç boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile incelenmesi
Dental implantlar günümüzde, doğal dişlerin kaybı nedeniyle oluşan estetik, fonksiyon ve fonasyon gibi problemlerin çözümünde rutin olarak kullanılmaktadır. Genel sağlık durumu iyi olan bireylerde maksilla, mandibulaya göre daha düşük yoğunlukta kemik yapısına sahiptir ve dikey yöndeki kemik kaybı maksillada daha fazladır. Fizyolojik rezorpsiyona ek olarak maksiller sinüslerin çeşitli sebeplerle alveolar kret tepesine yakın konumlanmaları da posterior maksiller bölgeye implant uygulamalarını zorlaştırmaktadır. Bu gibi durumlarda posterior maksiller bölgede yeterli miktarda kemik elde etmek için uygulanan yöntemler, ilave cerrahi işlemler ve buna bağlı tedavi maliyetlerinin artması, iyileşme süresinin uzaması gibi dezavantajları da beraberinde getirmektedir. Bu olumsuzlukları elimine etmek amacıyla bir çok çalışmacının alternatif çözüm yollarına başvurduğu çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir. Bu çalışma ile, maksiller posterior bölgede yeterli kemik seviyesi bulunmayan vakalarda sinüs lifting gibi ikinci bir cerrahi işleme gerek kalmaksızın tek bir cerrahi işlem ile hastanın fonksiyonlarını yerine getirmeyi sağlamak konusunda değişik bir alternatif oluşturmak amaçlanmıştır. Bu amaçla Visible Human Project data veriyle oluşturan atrofik maksilla modeli üzerine farklı açılarla implantlar yerleştirilmiştir. İmplantlarda çap ve boy değiştirilerek; tüm sisteme çiğneme kuvvetlerini taklit eden vertikal, horizontal ve oblik kuvvetler uygulanarak sonlu elemanlar stres analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışmamızda elde ettiğimiz sonuçlara en yüksek stres değerleri implantlar üzerinde ölçülmüş ve stresler implantların boyun bölgelerinde yoğunlaşmıştır. Kortikal ve spongioz kemik üzerine gelen stresler değerlendirildiğinde ise en ideal tedavi seçeneğinin sinüs lift işlemi ile implantların yerleştirilmesi olduğu karşımıza çıksa da 150 açı ile posterior implantın açılandırılarak sinüs lift işleminden kaçınılmasının alternatif bir tedavi yöntemi olabileceği sonucuna varılmıştır.