Dissertação

{pt_PT=Characterization and Evaluation of Mechanical Behaviour of Endodontic-grade NiTi Wires} {} EVALUATED

{pt=As limas endodônticas são utilizadas na odontologia desde o século XIX e a sua forma e material mudaram desde então. Nos últimos tempos, tem-se visto um aumento do uso de ligas de níquel-titânio (NiTi). À temperatura corporal, algumas ligas de NiTi apresentam um comportamento superelástico, o que permite à lima acompanhar mais facilmente a raiz dos dentes, sendo mais eficazes na remoção da polpa dentária. Apesar disto, os instrumentos de NiTi, quando submetidos a cargas de flexão fraturam sem qualquer sinal visual de degradação. Assim, é necessário estudar estas ligas, pois apresentam um ciclo de histerese elevado e uma alta não-linearidade no domínio elástico. Este trabalho apresenta os resultados de ensaios de fadiga rotativa para dois fios Alfa Aesar® Nitinol com diferentes diâmetros (0.58mm e 0.25mm). Na formulação apresentada a redução da resistência do material é quantificada a partir da deformação e do número de ciclos até rotura. Além dos testes experimentais, são também apresentadas simulações de Análise por Elementos Finitos (FEA) de forma a verificar as previsões do modelo analítico, assim como algumas superfícies de fratura. Os resultados obtidos são bastante importantes, pois a liga apresenta um tempo de vida que é quase constante para a zona de fadiga para ciclos reduzidos (LCF) e crescente com a diminuição dos níveis de tensão/extensão. As superfícies de fratura apresentam uma topologia similar quando comparado com outras ligas superelásticas. A FEA mostrou que o modelo analítico é um bom indicador do comportamento apresentado por este material., en=Endodontic files have been used in dentistry since the 19th century and the shape, material and operation mode have changed since those days. In the late days, we have seen an increasing use of Nickel-Titanium (NiTi) alloys. At body temperature, these NiTi alloys present a superelastic behaviour, which allow the file to follow the teeth root in an easier way and are more effective in the removal of the tooth pulp tissue. Notwithstanding, NiTi instruments when subjected to bending loading fracture without any visual signal of degradation. Thereby, there is a need of studying these alloys, as they present a high hysteresis cycle and a high non-linearity in the Elastic Domain. This work presents the results of rotary fatigue tests for two Alfa Aesar® Nitinol wires with different diameters (0.58mm and 0.25mm). In the formulation present the material strength reduction is quantified from the determination of the strain and the number of cycles until failure. Besides the experimental tests results, Finite Element Analysis (FEA) simulations are present to verify the analytical model prediction; as well as some fracture surfaces of broken specimens. The fatigue results obtained meet the expected as the alloy shows a nearly constant life time for the Low Cycle Fatigue (LCF) zone and an increasing life time with the decreasing of the strain/stress levels. The fracture surfaces showed no anomalous behaviour, comparing with other superelastic alloys. The FEA showed that the analytical model is a good predictor of the mechanical behavior.}
{pt=Fadiga, Ligas Superelásticas, Arames de NiTi, Avaliação do Tempo de Vida, Limas endodônticas, en=Fatigue, Superelastic Alloys, NiTi wires, Life Evaluation, Endodontic Files}

Abril 24, 2019, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

André Rui Dantas Carvalho

ISEL

Professor Adjunto Convidado (TI)

ORIENTADOR

Luís Filipe Galrão dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado