Etude de la fatigue d'instruments endodontiques en alliage à mémoire de forme du type NiTi PDF Download
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Author: Vincent Legrand
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Languages : fr
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Book Description
Ce travail de thèse concerne l'étude et la modélisation de la fatigue à grand nombre de cycles des instruments endodontiques en Alliage à Mémoire de Forme (AMF) de type Nickel-Titane (NiTi). Ces outils sont plus souples et épousent mieux la forme plus ou moins complexe des racines. Ces deux avantages sont dus à un aspect tout à fait particulier du comportement mécanique de l'alliage NiTi : la super-élasticité qui permet au matériau de se déformer jusqu'à des niveaux de déformation pouvant atteindre 8% à 10%. En service, parfois, des cas de rupture d'outils dentaires arrivent, soit par déformation excessive, soit par fatigue ce qui complexifie la tâche du praticien. L'étude et la prévision de la rupture des outils en Nickel-Titane, que ce soit par déformation excessive ou par fatigue, sont des problèmes complexes. Nous nous sommes donc intéressés dans ce travail à l'étude de la fatigue à grand nombre de cycles des instruments dentaires en Nickel-Titane. Pour cela, nous avons mis en place trois blocs de travail. Le premier bloc concerne l'étude et la modélisation des propriétés en fatigue à grand nombre de cycles des fils en NiTi utilisés pour la fabrication des instruments dentaires. Nous proposons de caractériser les propriétés HCF (high cycle fatigue) du NiTi à partir de mesures d'auto-échauffement sous sollicitation cyclique. Ces mesures vont alimenter un modèle probabiliste à deux échelles qui permet de modéliser les courbes de Wöhler du matériau. Ce modèle est ensuite validé par comparaison avec des résultats d'essais classiques de fatigue. Le deuxième bloc est dédié à la mise en place de la chaîne numérique pour la prévision de la tenue à la fatigue d'instruments dentaires en NiTi. Elle repose sur l'utilisation du modèle de fatigue développé en post-traitement d'un calcul éléments finis sur instrument. Enfin, dans le troisième bloc, les prévisions de cette chaine numérique sont validées par comparaison avec des résultats expérimentaux de fatigue sur différents instruments endodontiques pour des cas de chargement en flexion rotative.
Author: Vincent Legrand
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Languages : fr
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Book Description
Ce travail de thèse concerne l'étude et la modélisation de la fatigue à grand nombre de cycles des instruments endodontiques en Alliage à Mémoire de Forme (AMF) de type Nickel-Titane (NiTi). Ces outils sont plus souples et épousent mieux la forme plus ou moins complexe des racines. Ces deux avantages sont dus à un aspect tout à fait particulier du comportement mécanique de l'alliage NiTi : la super-élasticité qui permet au matériau de se déformer jusqu'à des niveaux de déformation pouvant atteindre 8% à 10%. En service, parfois, des cas de rupture d'outils dentaires arrivent, soit par déformation excessive, soit par fatigue ce qui complexifie la tâche du praticien. L'étude et la prévision de la rupture des outils en Nickel-Titane, que ce soit par déformation excessive ou par fatigue, sont des problèmes complexes. Nous nous sommes donc intéressés dans ce travail à l'étude de la fatigue à grand nombre de cycles des instruments dentaires en Nickel-Titane. Pour cela, nous avons mis en place trois blocs de travail. Le premier bloc concerne l'étude et la modélisation des propriétés en fatigue à grand nombre de cycles des fils en NiTi utilisés pour la fabrication des instruments dentaires. Nous proposons de caractériser les propriétés HCF (high cycle fatigue) du NiTi à partir de mesures d'auto-échauffement sous sollicitation cyclique. Ces mesures vont alimenter un modèle probabiliste à deux échelles qui permet de modéliser les courbes de Wöhler du matériau. Ce modèle est ensuite validé par comparaison avec des résultats d'essais classiques de fatigue. Le deuxième bloc est dédié à la mise en place de la chaîne numérique pour la prévision de la tenue à la fatigue d'instruments dentaires en NiTi. Elle repose sur l'utilisation du modèle de fatigue développé en post-traitement d'un calcul éléments finis sur instrument. Enfin, dans le troisième bloc, les prévisions de cette chaine numérique sont validées par comparaison avec des résultats expérimentaux de fatigue sur différents instruments endodontiques pour des cas de chargement en flexion rotative.
Author: Yoann Congard
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Book Description
Les alliages de NiTi de par leurs grandes déformations réversibles sont majoritairement employés dans le cadre de l'élaboration d'instruments endodontiques. Leurs grandes souplesses permettent d'épouser la forme courbée des canaux dentaires. Cependant, des ruptures en service par fatigue sont parfois observées. La prise en compte du dimensionnement en fatigue des instruments pendant la phase de conception fait actuellement défaut. Cette étude présente la mise en place d'une méthode de prédiction rapide de la durée de vie en fatigue d'instruments endodontiques en alliage à mémoire de forme de type NiTi. L'utilisation de la méthode des éléments finis non linéaire dans le cadre de la fatigue à faible nombre de cycles d'une structure engendre un temps de calcul prohibitif. La méthode proposée par Darlet issue d'une loi de localisation dérivée de l'analyse par changement d'échelle est une approche alternative pour réduire le temps de calcul. Cette méthode de calcul simplifiée permet d'estimer un comportement multiaxial cyclique par post-traitement de deux calculs éléments finis élastiques. Cette approche a été généralisée pour estimer un comportement inélastique au point critique de la structure. Un critère de fatigue énergétique est ensuite appliqué au cycle stabilisé pour estimer la durée de vie. L'ensemble des paramètres matériau du modèle proposé sont identifiés à l'échelle de l'éprouvette à partir d'une sollicitation de flexion. La démarche numérique a été appliquée sur un instrument en NiTi sollicité en flexion rotative. L'approche numérique proposée a été validée sur structure par confrontation essais-calculs et permet d'estimer très correctement la durée de vie.
Author: Mohammad H. Elahinia
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118359445
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 297
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Book Description
This book provides a systematic approach to realizing NiTi shape memory alloy actuation, and is aimed at science and engineering students who would like to develop a better understanding of the behaviors of SMAs, and learn to design, simulate, control, and fabricate these actuators in a systematic approach. Several innovative biomedical applications of SMAs are discussed. These include orthopedic, rehabilitation, assistive, cardiovascular, and surgery devices and tools. To this end unique actuation mechanisms are discussed. These include antagonistic bi-stable shape memory-superelastic actuation, shape memory spring actuation, and multi axial tension-torsion actuation. These actuation mechanisms open new possibilities for creating adaptive structures and biomedical devices by using SMAs.
