RESUMO Este estudo analisou, por meio de ensaios de resistência de união ao cisalhamento e microcisalhamento, os tipos de fraturas e verificou a distribuição de tensões na interface por método de elementos finitos. Os modelos foram compostos por dentina, adesivo e resina composta. Como simplificação da metodologia, os materiais foram considerados elástico-lineares e isotrópicos. Dois modelos bi e tridimensionais foram criados para ambos os ensaios; e as forças aplicadas nos testes foram 50 N para cisalhamento e 15 N para microcisalhamento. O critério de falha abordado foi o de Mohr-Coulomb que descreve a resposta de materiais frágeis, portanto as análises se deram em relação à σ1, σ3 e τmáx.. As tensões máximas de cisalhamento foram comparadas com as tensões nominais dos modelos e observou-se que o modelo de cisalhamento apresenta uma maior variação se comparado ao microcisalhamento, outro ponto importante levantado é que a distribuição de tensões no modelo bidimensional é semelhante ao modelo tridimensional, sendo assim, o modelo pode ser simplificado a uma análise bidimensional nesse aspecto. Embora sejam aplicados esforços cisalhantes, o material falha por tração, fator observado quando analisamos o ensaio de cisalhamento. Ao se analisar graficamente o critério de falha Mohr-Coulomb modificado pôde-se observar possível falha coesiva da dentina para ensaios de cisalhamento e falha adesiva para os ensaios de microcisalhamento, e também os valores de τnomestiveram mais próximos da faixa de τmáx para os ensaios de microcisalhamento. Sendo assim, o estudo permite concluir que a metodologia desenvolvida de resistência adesiva para o ensaio de microcisalhamento é validada pela simulação computacional.

ABSTRACT This study analyzed by means of conventional shear and microshear bond strength tests types of fractures and it verified stress distribution in the interface by finite element method. The models were composed of dentin, adhesive and composite resin. As simplification of the methodology the materials were considered elastic-linear and isotropic. Two and three-dimensional models were created for both tests and the forces applied in the tests were 50 N for shear and 15 N for microshear. The failure criterion approached was Mohr-Coulomb that describes the response of fragile materials, so the analyses were given in relation to σ1, σ3 eτmáx.. The maximum shear stresses were compared with the nominal stresses of the models and it was observed that the shear model has a greater variation compared to microshear. Another important point raised is that tensions distribution in the two-dimensional model is similar to the three-dimensional model, thus, the model can be simplified to a two-dimensional analysis in this aspect. Although shear stresses are applied, the material failed by traction, a factor observed when analyzing the shear test. By graphically analyzing the modified Mohr-Coulomb failure criterion, it was possible to observe a cohesive dentin failure for shear test and adhesive failure for microshear test, and also the τnomvalues were closer to τmáxmicroshear test. Thus, the study allows the conclusion that the methodology developed of adhesive resistance for the microshear test is validated by computational simulation.

RESUMO O presente estudo visou caracterizar a interface entre resina e substrato dentário submetida aos processos restauradores convencional e autocondicionante, levando a observar a presença de gaps e infiltração dos sistemas adesivos nos substratos dentários. A análise foi realizada em dois substratos dentários: o esmalte e a dentina. Seis dentes hígidos, previamente coletados e armazenados, foram seccionados em três planos de corte distintos para avaliar a adesão em relação à morfologia dentária. Para isto, foi utilizado um sistema adesivo universal aplicado de maneira convencional e autocondicionante. A técnica autocondicionante não é eficiente em esmalte, apresentando formação de gaps. Já a convencional é mais eficiente devido ao processo de desmineralização por um ácido forte, ocasionando a penetração do adesivo. Para a dentina, a técnica convencional formou uma camada híbrida espessa, irregular e com penetração de tags resinosos e a autocondicionante formou uma camada híbrida mais fina, homogênea e sem tags. O tamanho da camada híbrida e penetração dos tags não influenciam na resistência adesiva, sendo este fator dependente da qualidade da camada híbrida e sua interação com o substrato.

ABSTRACT The present study aimed to characterize the interface between resin and dental substrate submitted to the etch-and-rinse and self-etching restorative process, leading to the presence of gaps and infiltration of adhesive systems in dental substrates. The analysis was done in two dental substrates: enamel and dentin. Six healthy teeth, previously collected and stored were sectioned into three distinct axes to evaluate adherence in relation to dental morphology. A universal adhesive system was applied in etch-and-rinse and self-etch way. The self-etch technique is not effective in enamel, so gaps were produced. But etch-and-rinse is more efficient due to the demineralization process by a strong acid, generating adhesive mechanical imbrications. For dentin, etch-and-rinse formed a thick hybrid layer, irregular and penetration of resin tags; and self-etch formed a thinner hybrid layer, homogeneous and without tags. The size of the hybrid layer and penetration of tags didn’t influence the bond strength, which is dependent on the factor of quality hybrid layer and its interaction with the substrate.

OBJETIVO: desenvolver e validar, através do Método dos Elementos Finitos (MEF), um modelo numérico tridimensional (3D) de um incisivo central superior para simular o movimento dentário. MÉTODOS: esse modelo contempla a unidade dentária, o osso alveolar e o ligamento periodontal. Permite a simulação dos diferentes movimentos dentários e a determinação dos centros de rotação e de resistência. Limita o movimento ao espaço periodontal, registrando a direção, quantificando o deslocamento dentário e as tensões iniciais no ligamento periodontal. RESULTADOS: a análise dos deslocamentos dentários e das áreas que recebem tensões iniciais possibilita determinar os tipos de movimentos dentários. Com base nas forças ortodônticas, é possível quantificar a intensidade das tensões em cada região do dente, do ligamento periodontal ou do osso alveolar. Com base nas tensões axiais ao longo do ligamento periodontal e da tensão capilar, é possível predizer, teoricamente, as regiões em que deve ocorrer a remodelação óssea. CONCLUSÃO: o modelo foi validado pela determinação do módulo de elasticidade do ligamento periodontal de forma compatível com dados experimentais existentes na literatura. Os métodos utilizados na construção do modelo permitiram a criação de um modelo completo para uma arcada dentária, o qual possibilita realizar variadas simulações que envolvem a mecânica ortodôntica.

OBJECTIVE: To develop and validate a three-dimensional (3D) numerical model of a maxillary central incisor to simulate tooth movement using the Finite Element Method (FEM). METHODS: This model encompasses the tooth, alveolar bone and periodontal ligament. It allows the simulation of different tooth movements and the establishment of centers of rotation and resistance. It limits the movement into the periodontal space, recording the direction, quantifying tooth displacement and initial stress in the periodontal ligament. RESULTS: By assessing tooth displacements and the areas that receive initial stress it is possible to determine the different types of tooth movement. Orthodontic forces make it possible to quantify stress magnitude in each tooth area, in the periodontal ligament and in the alveolar bone. Based on the axial stress along the periodontal ligament and the stress in the capillary blood vessel (capillary blood stress) it is theoretically possible to predict the areas where bone remodeling is likely to occur. CONCLUSIONS: The model was validated by determining the modulus of elasticity of the periodontal ligament in a manner consistent with experimental data in the literature. The methods used in building the model enabled the creation of a complete model for a dental arch, which allows a number of simulations involving orthodontic mechanics.

In this work the theoretical solutions based upon the upper-bound theorem recently proposed by Pérez and Luri [Mech. Mater. 40 (2008) 617] for the equal channel angular extrusion process (ECAE) are analyzed by performing a 25 central composite factorial analysis. The uniaxial mechanical properties of commercial pure aluminium are considered by assuming isotropic nonlinear work-hardening combined to von Mises and Drucker isotropic yield criteria to predict the ECAE load and the effective plastic strain. From the proposed 25 factorial analysis, the main parameters affecting the ECAE pressure may be ranked as: (1) Friction factor, (2) die channels intersection angle, (3) outer and (4) inner die corners fillet radii and lastly, (5) plunger velocity. Alternatively, the effective plastic strain is mainly controlled by the die channels intersection angle and, in a less extent, by the outer and inner die corners fillet radii.