Diagnostic accuracy of cone-beam computed tomography in detecting secondary caries under composite fillings: An in vitro study

Purpose: The aim of this in vitro study was to assess the diagnostic performance of cone-beam computed tomography (CBCT) in the detection of secondary carious lesions under composite resin fillings applied to different types of cavities. Materials and Methods: Occlusal cavities (O) (n=18), occlusal cavities with mesial or distal component (MO/DO) (n=30), and mesial–occlusal–distal cavities (MOD) (n=30) were prepared in seventy eight extracted human posterior teeth. In half of the cavities in each group, artificial secondary caries lesions were simulated. All cavities were restored by using composite resin. All specimens were embedded in silicone and they were positioned to have approximal contacts. CBCT imaging was done and data were evaluated two times with two week interval by two observers, using a five-point confidence scale. Intra- and inter-observer agreements were calculated with Kappa statistics (κ). The area under (Az) the receiver operating characteristic (ROC) curve was used to evaluate the diagnostic accuracy. Results: Intra- (κ =0.89) and inter-observer (κ = 0.79) agreements were found to be excellent. Az values were highest for the O restorations which is followed by the MOD and DO/MO restorations. Az values for MOD and DO/MO restorations were very low and no statistically significant difference was found. Sensitivity for DO/MO restorations and specificity for MOD restorations were found to be the lowest values. Conclusion: Diagnostic performance of CBCT was higher in O composite restorations than MOD and DO/MO restorations for secondary caries detection. The use of alternative imaging methods rather than CBCT may be useful for evaluating secondary caries under composite MOD and DO/MO restorations

Moment Yükü Altındaki Tek Cıvata Bağlantılı Tabakalı Kompozit Plakalarda Hasar Analizi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2008Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2008Bu çalışmada, moment yükü altındaki tek cıvata bağlantılı tabakalı kompozit plakalarda hasar analizi deneysel olarak yapılmıştır. Tabakalı kompozit plakaların her biri, cam lifi ile takviye edilmiş epoksi matrikse sahip 8 tabakacığın ısı ve basınç altında birleştirilmesi ile meydana getirilmiştir. Kompozit plakalar elde edilirken simetrik düzenleme yapılmıştır. Tabaka dizilişleri; [0°/0°/60°/-60°]s ve [0°/0°/30°/-30°]s olarak seçilmiştir. Deneyler öncelikli olarak herhangi bir moment uygulanmadan (0 Nm) yapılmıştır. Daha sonra aynı boyutlardaki kompozit numuneler üzerine sırasıyla 3 ve 6 Nm ön moment uygulanarak deneyler tekrarlamıştır

Tabakali Kompozit Plaklarda Eliptik Süreksizlik Bölgesinin Kritik Burkulma Yükü Üzerine Etkisi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2008Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2008Bu çalışmada, tabakalar arasında meydana gelen eliptik süreksizlik bölgesinin (delaminasyon) tabakalı kompozit plakların burkulma davranışları üzerine etkisi deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılmak üzere, 100x140x2.5 mm boyutlarında ve [(0/90)3]s takviye açısına sahip cam lifi-epoksi kompozit malzemeler üretilmiştir. Delaminasyonun kompozit malzemenin tam ortasında olduğu kabul edilmiştir. Yükleme yönünde ve yükleme yönüne dik olmak üzere iki şekilde delaminasyon tasarlanmış ve dikey delaminasyon için a=30 mm b=75 mm, yatay delaminasyon için ise a=75 mm b=30 mm boyutları seçilmiştir. Burada a yükleme eksenine göre delaminasyonun genişliğini b ise uzunluğunu ifade etmektedir. Üretimi yapılan eliptik delaminasyonlu tabakalı kompozit plaklar, iki kenarı ankastre diğer iki kenarı serbest sınır şartı kullanılarak burkulma deneyine tabi tutulmuşlardır. Nümerik çalışmalarda ise, eliptik delaminasyona sahip üç boyutlu sonlu elemanlar modeli ANSYS 10.0 paket programı vasıtası ile oluşturulmuştur. Nümerik çalışmalarda öncelikle, deneyleri yapılan numunelerin kritik burkulma yükü değerleri sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen kritik burkulma yükü değerleri ile karşılaştırılmış ve sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğu tespit edilmiştir. Daha sonra, delaminasyonun kritik burkulma yükü üzerindeki boyutsal etkisini incelemek için sadece sonlu elemanlar yöntemi kullanılmış ve farklı eliptik delaminasyon boyutlarına sahip üç boyutlu sonlu elemanlar modelleri oluşturulmuştur. Bütün bu deneysel ve nümerik çalışmaların sonucunda, kritik burkulma yükünün delaminasyonun artması ile azaldığı, dikey eliptik delaminasyonlarda bu azalmanın daha fazla olduğu tespit edilmiştir.In this study, effect of elliptic delamination occurred among the layers on buckling behavior of laminated composite plates has been investigated experimentally and numerically. For the experimental studies, glass-epoxy composite materials having 100x140x2.5 mm dimensions and [(0/90)3]s fiber orientation have been produced. It has been assumed that the delamination is at just the middle of the composite material. Two delamination types, such as in the parallel and perpendicular to load line, have been planned and then the dimensions have been selected 108 a=30 mm b=75 mm and a=75 mm b=30 mm, for the vertical delamination and the horizontal delamination, respectively. Here, a expresses to width of the delamination and b expresses to height of the delamination according to the load axis. The produced laminated composite plates having elliptic delamination have been subjected to buckling test using two edges clamped and other two edges free boundary conditions. In the numerical studies, three dimensional finite element models having elliptic delamination have been designed with the assistance of ANSYS 10.0 finite element program. Firstly, experimental critical buckling load values of the specimens have been compared with its values obtained with finite element methods and it has been determined that there is a good harmony between experimental and finite element results. Then, the finite element method has been used to investigate the dimensional effect of the delamination on the critical buckling load and three dimensional finite element models having different elliptic delamination dimensions have been constituted. In the end of all of these experimental and numerical studies, it has been established that the critical buckling load decreases when the delamination dimension increases and this decrease is too much for vertical elliptic delaminations

Fém-polimer hibrid csövek élettartam gazdálkodása = Life-time management of metal-polymer hybrid pipes

A kutató munka célja a fém-polimer hibrid csövek ciklikus, a különböző terhelésekből adódó fárasztó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása, továbbá a csövek élettartamának becslése volt. Irodalomkutatást végeztünk külső és belső megerősítésű hibrid csövek témakörben, kitérve az anyagminőségek, a megerősítési technológiák, a károsodási mechanizmusok, a károsodás detektálási lehetőségek és a mértezési (élettartam becslési) módszerek kérdéseire. Anyagjellemzőket és anyagi mérőszámokat gyűjtöttünk a kísérleti és a numerikus számítási feladatok megoldásához, kiegészítő anyagvizsgálatokat végeztünk hiányzó mennyiségek meghatározására. Fárasztó- és repesztő vizsgálatokat végeztünk polimer mátrixú kompozittal megerősített kísérleti csőszakaszokon, elemeztük a tönkremeneteli folyamatokat. Összhangban a kísérleti munkával, végeselemes modelleket alkottunk megerősítés nélküli és megerősített csőszakaszokra, folyamatosan pontosítottuk azokat, a kísérleti eredményeket összevetettük a számítások eredményeivel. A számításokkal egyúttal kialakultak a méretezési (élettartam becslési) módszerek is. Kidolgoztuk a hibrid csövek károsodása követésének technológiáját. A kutató munka eredményeiről magyar és idegen nyelvű tudományos közleményekben számoltunk be, egyes elemeket pedig tananyag elemekként használunk a BSc és az MSc képzésben. | The aim of the research work was to determine the fatigue resistance of metal-polymer hybrid pipelines against different cyclic loading conditions, furthermore the estimation of the lifetime of the pipelines. The research work involved a literature review in topics like externally and internally reinforced hybrid pipelines, with focus on the material grades, reinforcing technologies, damage mechanisms, damage detection possibilities, and design (lifetime estimation) methods. Material properties and material characteristics were collected in order to solve experimental and numeric tasks, additional material examinations were also performed to get the missing characteristic values. Fatigue and burst tests were executed on experimental pipeline sections reinforced with polymer matrix composite, while the failure processes were analysed. According to the experimental work finite element models were created for pipeline sections with and without reinforcing phase. The models were corrected continually, and the experimental and calculated values were compared. Due to the calculations the design (lifetime estimation) methods were also formed. The technology of the damage evaluation detection of hybrid pipelines was carried out, too. The results of the research work were published in Hungarian and international scientific contributions, parts of the research work were applied as topics in curricula of the BSc and MSc education

Elastik Zemine Oturan Çapraz Tabakalı Kompozit Kalın Plakların Statik Analizi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bu çalışmada Gâteaux diferansiyel kullanılarak Winkler elastik zeminine oturan simetrik çapraz tabakalı kompozit kalın plakların statik analizi için fonksiyonel elde edilmiştir. Elde edilen fonksiyonelin çözümü için karışık sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Karışık sonlu eleman formulasyonu kullanılarak elde edilen sayısal çözümler literatürdeki mevcut izotrop ve ortotrop plak sonuçları ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Analizlerde kalın plak-zemin etkileşim problemleri, simetrik çapraz tabakalı kompozit kalın plaklarda farklı tabaka sayıları ve tabaka açıları kullanılarak, farklı a/h oranları ve farklı malzeme özellikleri için incelenmiştir.In this study, a functional for the static analysis of symmetric cross-ply laminated composite thick plates on Winkler’s elastic foundation is obtained by using Gâteaux differential method. For the solution of the derived functional, mixed finite element method is used. Numerical solutions obtained by using the mixed finite element formulation are compared with the presented results in literature for isotropic and orthotropic plates and verification of the proposed formulation is performed. In the analyses, thick plate-foundation interaction problems are considered for symmetric cross-ply laminated thick plates with different lamination schemes and angles, with different a/h ratios and material properties

Tabakalı Kompozit Plaklarda Büyük Çökme Probleminin Karışık Sonlu Elemanlar İle İncelenmesi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2013Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2013Bu çalışmada tabakalı kompozit nispeten kalın plakların eğilme problemi geometrik doğrusal olmayan etkiler gözetilerek karışık sonlu eleman yöntemiyle incelenmiştir. Plak kesitinde kayma şekil değiştirmeleri Mindlin plak kuramı çerçevesinde dikkate alınmıştır. Büyük çökme probleminin fonksiyonel yapısı Hellinger-Reissner prensibi kullanılarak elde edilmiştir. Doğrusal olmayan sonlu eleman denklemleri artımsal formülasyon kullanılarak doğrusallaştırılmış, teğet sistem matrisi ve düzeltme vektörü elde edilmiştir. Çözüm sürecinde statik kondensasyon yapılmamış ve gerilme tipindeki bölge değişkenleri, yer değiştirme tipinde olan değişkenlerle birlikte doğrudan hesaplanmıştır. Sayısal çözüm yönteminde Newton-Raphson ardışık yaklaşım tekniği takip edilmiştir. Kendiliğinden kayma kilitlenmesini aşan formülasyonla doğrulama örnekleri çözülmüş yerdeğiştirme ve gerilme türünde sonuçlar sunulmuştur.In this study, geometrically non-linear flexure of moderately thick laminated plates was investigated with mixed finite element method. Shear deformations at the cross section of the plate was considered according to Mindlin plate assumptions. Non-linear functional of the large deflection problem was obtained by using Hellinger-Reissner principle. Incremental formulation was employed to linearize the non-linear equations where tangent system matrix and correction vector were determined. During the solution process, the static condensation was not preferred and the stress type variables were directly calculated with displacement type variables. In the numerical solution procedure Newton-Raphson method was followed. Some comparison problems were solved and displacement and stress type results were presented with the proposed formulation which automatically overcomes the shear locking problem

Delikli Kompozit Yapıların Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Burada delikli ileri kompozit yapılarda hasarın doğru tahmini için yapılan bir çalışmanın sonuçları sunulmuştur. Çalışmanın ilk bölümünde, kullanılan kompozitlerin ilgili mekanik özelliklerini belirlemek için kupon ve çatlak ilerleme testlerinden oluşan bir malzeme test programı yürütülmüştür. Daha sonra, delikli kompozit yapıları incelemek için bir sonlu elemanlar analizi modeli oluşturulmuştur. Sürekli ortam kabuk elemanları (continuum shell) kullanarak delaminasyonu (tabaka ayrılmasını) hesaba katan ve katmayan sonlu eleman modelleri oluşturuldu. Gerçekçi bir simülasyon elde edebilmek için ilerlemeli hasar analizi yapılmıştır. En uygun modeli belirlemek amacıyla, test sonuçları ve simülasyonlardan elde edilen sonuçlar ayrıntılı olarak tartışılmıştır.The results of a study for the prediction of failure behavior in advanced composite structures with holes are presented here. In the first part of the study, a materials test program based on coupon and fracture tests is conducted to obtain related mechanical properties. A finite element model is then constructed for simulating the behavior of advanced composite laminates with hole under tension. Two finite element models using continuum shell elements, one with and the other without the delamination failure were developed. In order to have a realistic simulation, the progressive failure analysis is applied. For an optimum model, test results and simulation results are discussed, thoroughly

Tabakalı Kompozit Levhalarda Yapıştırıcı Levha Ara Yüzey Çatlak Probleminin Sayısal Çözümü

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2013Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2013Bu çalışmada, yapıştırıcı ile birleştirilmiş kompozit levhalarda yapıştırıcı/levha ara yüzey çatlak problemi sayısal olarak incelenmiştir. Çatlak ucu gerilme şiddet faktörü Yerdeğiştirme Ekstrapolasyon Metodu ile hesaplanmıştır. İzotropik/monoklinik malzeme ara yüzeyindeki çatlak ucu yerdeğiştirme ve gerilmeler, malzeme özellikleri ile ilişkili Barnett-Lothe (L, S) tensörlerine bağlıdır ve bu tensörler Stroh formülleri kullanılarak, standart özdeğer probleminin çözümü ile elde edilir. Genelleştirilmiş anizotropik malzemeler için geçerli elastik rijitlik matrisleri cinsinden Barnett-Lothe tensör ifadeleri kullanılarak, ara yüzey çatlak ucu gerilme şiddet faktörünün sayısal çözümü için açık formüller elde edilmiştir. Sayısal uygulamada kompozit levhadaki fiber takviye açısının gerilme şiddet faktörü üzerindeki etkisi grafik halinde sunulmuştur. Anahtar Sözcükler: Arayüzey Çatlak, Gerilme Şiddet Faktörü, Sonlu Elemanlar Metodu, Anizotropik malzeme.The adhesive/plate interface crack problem in composite plates that are bounded with adhesive is numerically investigated in this study. The stress intensity factor at the crack tip is calculated by using Displacement Extrapolation Method. The displacements and stresses at the crack tip of the interface of the isotropic/anisotropic material are related with Barnett-Lothe (L, S) tensors that are depended on material characteristics. These tensors are obtained by using Stroh formulations and solving standard eigenvalue problem. Formulations are obtained for the numerical solution of stress intensity factor at the interface crack tip by using the Barnett-Lothe tensors that are defined by means of the stiffness matrices, which are valid for the generalized anisotropic materials. The effect of the composite plate’s fiber angle on stress intensity factor is graphically presented in numerical application. Keywords: Interface Crack, Stress Intensity Factor, Finite Element Method, Anisotropic Material

Kompozit anyagok törésmechanikai és dinamikai vizsgálata = Fracture mechanical and dynamical investigation of composite materials

A kutatás során a repedések, bemetszések kompozit anyagok mechanikai tulajdonságaira gyakorolt hatását vizsgáltuk. Törésmechanikai szempontból kifejlesztésre került egy olyan teszt, amely lehetővé teszi a vegyes I/III-as, II/III-as és I/II/III-as módusú rétegközi törés vizsgálatát. A kísérleti eredmények feldolgozásához analitikus modellek készültek, amelyek pontosságát végeselem modellek segítségével ellenőriztük. Megvizsgáltuk a III-as módusú repedésfeszítő erő függését a geometriai paraméterektől. A repedési folyamat stabilitásának vizsgálatára kidolgozásra került egy kísérleti alapú kritérium, amelyet számos próbatest típuson alkalmaztunk, illetve hasznosságát bemutattuk. Megépült a vegyes módusú hajlító próbatest befogója (mixed-mode bending), amelyet eredményesen alkalmaztunk kompozit próbatestekre. Elvégzésre került a repedéssel ellátott kompozit rudak rezgésmérése, amely során mérés alapján meghatároztuk a sajátfrekvenciákat és lengésképeket. Analitikus modellekkel kimutattuk, hogy zárt repedés esetén a rúd delaminált szakaszán periodikus erővel nyomott/húzott rudak rezgéseiről van szó. A Kirchhoff-féle lemezelmélet felhasználásával meghatároztuk a delaminált lemezekben ébredő rétegközi nyírófeszültségeket leíró differenciálegyenlet-rendszert és megoldottuk azt egy egyszerűen alátámasztott, rugalmas lemezre. Megmutattuk, hogy lemezek esetében a rezgés során szintén periodikus erővel húzott/nyomott lemezekről van szó. | In this research project the effect of cracks and delaminations on the mechanical properties of composite materials have been investigated. A novel fracture mechanical system has been developed which makes it possible to measure the mixed-mode I/III, II/III and I/II/III interlaminar fracture toughness of composites. To reduce the experimental data analytical models have been developed, their accuracy has been verified by finite element models. The influence of geometrical parameters on the mode-III energy release rate has been analyzed. A novel experiment-based criterion has been developed for the crack propagation in composite specimens, the criterion has been applied to several configurations, its applicability has been demonstrated. The rig of the mixed-mode bending specimen has been constructed, which has been successfully applied to composite coupons. We have performed the vibration analysis of delaminated composite beams, i.e. we have determined the eigenfrequencies and mode shapes of the beams. It has been shown by using analytical models that in the case of closed delamination in the cracked part, the beams are loaded by periodic tensile and compressive forces. Using the Kirchhoff plate theory the governing differential equations of the interlaminat shear stresses have been derived and solved for a simply-supported elastic plate. It has been highlighted that the vibration of delaminated plates the cracked part involves periodic tensile and compressive forces