Aplicação do método dos elementos finitos na análise do comportamento mecânico de instrumentos endodônticos de níquel-titânio

• Main Author: Leandro de Arruda Santos
• Other Authors: Vicente Tadeu Lopes Buono
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-993GXL

=== The mechanical behavior of different nickel-titanium rotary endodontic instruments was evaluated using the finite element method. Mtwo 25/.06, RaCe 25/.06, ProTaper Universal S2 and F1 and Hyex 30/.06 instruments were scanned by computed micro tomography aiming to obtain the tridimensional models of their geometries. The boundary and loading conditions were chosen based on the specification ISO 3630-1, for bending and torsion tests of endodontic instruments. A specific subroutine for superelastic materials was used to describe the behavior of the material. A comparison among the numerical and experimental results was performed for Mtwo, RaCe, ProTaper Universal S2 and F1 instruments. The good agreement between simulation and experiment indicated the accuracy of the numerical models used in this work. Based on the results, ProTaper Universal F1 instrument was the least exible, presenting a maximum stress of 1,185 MPa when bent until 45º. On the other hand, ProTaper Universal F1 instrument presented the highest torsional strength. The behavior of the Mtwo instrument under bending presented a strong relationship between the orientation of the cross-section and the direction of the bending load, showing that other geometrical parameters of the cross-section, such as the symmetry, must be considered than just the second moment of inertia. Hyex instrument's behavior was evaluated using different materials: superelastic nickeltitanium, martensitic nickel-titanium and stainless steel. The results indicated that the instrument made of martensitic nickel-titanium is the most exible and, probably, the most fatigue resistant. === Neste trabalho avaliou-se o comportamento mecânico de diferentes instrumentos endodônticos rotatórios de níquel-titânio utilizando-se o método dos elementos finitos. Os instrumentos Mtwo 25/.06, RaCe 25/.06, ProTaper Universal S2 e F1 e Hyex 30/.06 foram submetidos à microtomografia computadorizada para a obtenção de modelos tridimensionais de suas geometrias. As condições de contorno e carregamento utilizadas foram escolhidas com base na especificação ISO 3630-1, para testes de flexão e torção de instrumentos endodônticos. Uma sub-rotina específica para materiais superelásticos foi utilizada para a descrição do comportamento do material. Realizou-se uma comparação entre os resultados numéricos e experimentais em flexão e torção para os instrumentos Mtwo, RaCe, ProTaper Universal S2 e F1. A boa concordância entre simulação e experimento indicou que os modelos numéricos utilizados no estudo eram acurados. Os resultados mostraram que o instrumento ProTaper Universal F1 é o menos flexível, com tensão máxima de 1.185 MPa quando fl0etido até 45º. Por outro lado, o instrumento ProTaper Universal F1 apresentou a maior resistência à torção. O comportamento em flexão do instrumento Mtwo exibiu uma elevada dependência da orientação da secção transversal em relação à direção de flexão, mostrando que outros parâmetros geométricos da secção, como a simetria, devem ser considerados além do segundo momento de inércia. O comportamento do instrumento Hyex foi avaliado com o uso de diferentes materiais: níquel-titânio superelástico, níquel-titânio martensítico e aço-inoxidável. Os resultados apontaram o instrumento de níquel-titâanio martensítico como o mais flexível e, possivelmente, mais resistente à fadiga por flexão.