口腔正畸中,治疗方案的制定以及牙齿移动的预测主要依靠医生经验,缺少定量的数据,很难达到精确可控的牙齿移动效果。对牙齿受力进行正确的分析,建立一种正畸力—牙齿移动之间的关系模型,是口腔正畸中亟需解决的问题。由于人体牙周组织结构以及牙槽骨的改建过程比较复杂,目前尚无有效的生物力学模型能够描述这一过程,本文采用石蜡模型来模拟牙齿的移动。运用运动学中的逆运动分析求解方法,根据牙齿移动前后的坐标位置(位移与转角)以及牙齿在蜡模中的力学参数,并结合理论力学知识以及ABAQUS仿真软件进行分析,确定需加载牙齿上的正畸力的大小和方向以及正畸力加载在牙齿上的最适位置。主要内容包括以下几个方面:(1)通过蜡模粘弹性特征实验,分析了蜡模在不同温度下的基本力学特性和粘弹效应,为后续仿真研究获取了必要的材料参数。(2)根据蜡模的粘弹性特征,选择了材料的本构模型,并基于ABAQUS软件的二次开发平台,运用FORTRON语言编程创建了ABAQUS材料子程序,并且数值模拟结果与实验结果吻合的良好,能够有效地描述蜡模的力学行为。(3)搭建实验平台,分析研究了铜棒在蜡模中不同移动方式下的阻力特性,建立了铜棒在蜡模中不同运动方式下其阻力与移动速度的数学关系模型,为后续对牙齿在蜡模中的移动分析提供了阻力模型。(4)阐述了正畸移动控制的新方法,设计建立了正畸三维有限元模型,通过整体移动、倾斜移动、压入移动三种移动控制的数值计算与仿真分析,验证了其正畸移动控制方法的可行性,达到预期目标。