Finite element simulation of fracture in a restored premolar tooth using high aspect ratio elements

Abstract

Introdução: o termo síndrome do dente triturado refere-se a uma fratura incompleta de um dente posterior vital que envolve a dentina e ocasionalmente se estende até a polpa. Há um número muito limitado de publicações que tentam modelar o crescimento de fissuras dentinárias usando técnicas numéricas. Portanto, é essencial modelar numericamente esse fenômeno para melhorar os procedimentos clínicos. Métodos: um modelo 2D de elementos finitos é proposto para simular o início e a propagação de trincas em um dente pré-molar restaurado. O modelo geométrico foi baseado em dados de tomografia computadorizada. Uma técnica especial de elementos finitos, denominada técnica de fragmentação de malha, é usada para modelar e analisar o comportamento do dente. Esta técnica foi utilizada para modelar trincas em materiais quase frágeis com base no uso de elementos finitos sólidos de interface com elevada razão de aspecto. Uma relação constitutiva de dano por tensão entre tensões e deformações consistente com a abordagem de descontinuidade forte contínua é usada para descrever a formação e propagação de fissuras. Resultados: os principais aspectos da técnica e procedimentos de modelagem são explicados detalhadamente, bem como todos os resultados, incluindo análises elásticas e de fratura do dente restaurado. Conclusão: os resultados da análise de fratura atual mostram que, sob diversas condições de carga, não há início de trinca no dente restaurado sob magnitude de carga típica. Porém, no caso de dente com fissura pré-existente, que pode surgir durante o processo de restauração, foi observada propagação de fissura, embora não atingissem estado crítico de fratura.