技術(shù)文章/ARTICLE
如測試拉伸工裝固定裝置和精確的應變測量裝置
點擊次數(shù)：11725 發(fā)布時間：2015/9/7 17:36:05
生物材料萬能試驗機在名稱上又可以稱為生物力學試驗機，生物材料拉力測試機，或生物力學測試儀等。按照驅(qū)動電機的配置不同和實際應用的不同，可以分為生物材料靜態(tài)拉伸試驗機和生物材料動態(tài)拉伸疲勞試驗機。由于軟組織和生物材料的特殊性，在實際測試中經(jīng)常遇到的兩個問題，上海企想檢測儀器有限公司闡述一下解決方案，如測試拉伸工裝固定裝置和精確的應變測量裝置。
生物材料萬能試驗機是指應用于生物材料如生物軟組織，如肌腱、韌帶、肌膜、皮膚、腸膜、膠原蛋白和水凝膠等生物材料等等材料拉伸壓縮三點彎曲剪切等測試儀器設(shè)備。測試軟組織和生物材料應力應變、彈性變形、彈性極限、彈性模量、屈服強度、塑性變形、斷裂強度、延伸率等等測試。
電子不易滑脫冷凍式夾持夾具，關(guān)鍵是用半導體制冷片，是一種熱泵，它的優(yōu)點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。是利用半導體材料的Peltier效應。當直流電通過兩種不同半導體材料串聯(lián)成的電偶時,在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量,可以實現(xiàn)制冷的目的。在生物力學實驗中經(jīng)常會碰到生物軟組織夾持固定的難題。以往的夾持方法都是采用堅硬的金屬夾具對組織塊進行鉗夾,對于硬度高的組織如骨還可行,但對于生物軟組織如肌肉、肌腱、韌帶、皮膚和水凝膠等就很難。軟組織柔軟濕滑的特性使其被穩(wěn)固夾持非常困難。傳統(tǒng)方法是利用夾具與軟組織之間接觸面產(chǎn)生的摩擦力來發(fā)揮作用的,如手動式或氣動是拉伸固定裝置，而生物軟組織具有強烈的黏彈特性,摩擦力僅僅是作用于其表面,其內(nèi)部受力與外部受力是不同的。在夾持固定的過程中勢必形成應力集中導致軟組織的打滑脫落和損傷,所以必須有一種均衡應力的無創(chuàng)夾持方法來解決這一問題。運用冷凍技術(shù)提高軟組織硬度使之與夾頭牢固結(jié)合成一體是一種有效的方法。軟組織被冷凍后硬度明顯提高,夾具的作用力可以較均衡地傳遞到凍結(jié)區(qū)域的軟組織,并通過凍結(jié)區(qū)域?qū)鶆騻鬟f到非凍結(jié)區(qū)。冷凍夾持是靠液膜冰或四周溶液冰緊固,緊固力均勻一致,不會讓材料夾傷變形,冷凍本身能消除鉗夾應力,可提高材料與夾頭穩(wěn)固連接。這就為過去難以加工的韌、黏性材料,難以夾持的工件,特別是成型件的加工提供了新的解決途徑。
一、生物材料萬能試驗機主要用途 主要用于各種材料的生物力學性能試驗，包括用于人造血管、軟組織、骨頭、接骨板、椎間融合器、膝關(guān)節(jié)、脊柱固定器、金屬涂層、髖關(guān)節(jié)、髓內(nèi)釘?shù)炔牧系睦�、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等機械性能測試和力學鑒定。可根據(jù)國家標準及ISO、DIN等標準進行試驗和提供數(shù)據(jù)，自動繪制各種試驗曲線，自動打印試驗報告及試驗曲線，是科研院所、大專院校、醫(yī)學、生物工程等部門的理想試驗設(shè)備。
二、生物材料萬能試驗機主要技術(shù)參數(shù)：
1、規(guī)格型號：QX-W600
2、試驗負荷：30KN以內(nèi)可任意換）；
3、測力精度等級：0.5級；
4、有效測力范圍： 0.2%-100%
5、測力精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
6、試驗力分辨率：試驗力的±1/500000
7、試驗速度調(diào)節(jié)范圍：0.001-500mm/min
8、速度精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
9、變形測量范圍：0.2%—100%FS；
10、變形精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
11、變形分辨力：變形的1/500000（全程分辨率不變）；
12、位移精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
13、位移分辨力：0.5μm；
14、安全裝置：電子限位保護；
15、超載保護：超過負荷10%自動保護；
16、數(shù)據(jù)采集頻率：200times/sec；
17、有效試驗行程：800mm；
18、有效試驗寬度：420mm；
19、電源電機：單相AC 220V±10%，750W；
20、主機重量：165kg。
三、生物材料萬能試驗機功能特點
根據(jù)需要可隨時對負荷、變形、位移測量通道進行手動或自動清零。
試驗過程中可根據(jù)實際情況自動選擇量程，且仍保證測量精度。
控制方式根據(jù)需要可以選擇負荷、變形、位移或應力、應變等加荷控制方式。
停機返回：斷裂自動停機，并高速返回到初始位置。
動橫梁位置微調(diào)：配國產(chǎn)手動控制器可以理想的完成這一功能。
監(jiān)測試驗過程：對試驗過程中的數(shù)據(jù)曲線可以實時的顯示。
自動存盤：試驗條件、試驗數(shù)據(jù)自動存盤．必要時可以調(diào)出，不丟失。
結(jié)果再現(xiàn)：試驗結(jié)果可任意存取，可對曲線進行再分析。
曲線選�。嚎筛鶕�(jù)需要可選擇應力-應變、負荷-變形、負荷-時間、負荷-位移、位移-時間、變形-時間等曲線顯示、打印。
曲線遍歷：可用鼠標在曲線點激力與變形值，以求得各種參量
結(jié)果對比：可對多個試群特性曲線進行疊加、再現(xiàn)、局部放大、實現(xiàn)待分析、樣品特性的比對。
批量試驗：試驗條件設(shè)定后，可依次完成一批樣品的試驗．試驗條件和樣件參數(shù)可存儲，隨時調(diào)用。
生物材料萬能試驗機是指應用于生物材料如生物軟組織，如肌腱、韌帶、肌膜、皮膚、腸膜、膠原蛋白和水凝膠等生物材料等等材料拉伸壓縮三點彎曲剪切等測試儀器設(shè)備。測試軟組織和生物材料應力應變、彈性變形、彈性極限、彈性模量、屈服強度、塑性變形、斷裂強度、延伸率等等測試。
電子不易滑脫冷凍式夾持夾具，關(guān)鍵是用半導體制冷片，是一種熱泵，它的優(yōu)點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。是利用半導體材料的Peltier效應。當直流電通過兩種不同半導體材料串聯(lián)成的電偶時,在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量,可以實現(xiàn)制冷的目的。在生物力學實驗中經(jīng)常會碰到生物軟組織夾持固定的難題。以往的夾持方法都是采用堅硬的金屬夾具對組織塊進行鉗夾,對于硬度高的組織如骨還可行,但對于生物軟組織如肌肉、肌腱、韌帶、皮膚和水凝膠等就很難。軟組織柔軟濕滑的特性使其被穩(wěn)固夾持非常困難。傳統(tǒng)方法是利用夾具與軟組織之間接觸面產(chǎn)生的摩擦力來發(fā)揮作用的,如手動式或氣動是拉伸固定裝置，而生物軟組織具有強烈的黏彈特性,摩擦力僅僅是作用于其表面,其內(nèi)部受力與外部受力是不同的。在夾持固定的過程中勢必形成應力集中導致軟組織的打滑脫落和損傷,所以必須有一種均衡應力的無創(chuàng)夾持方法來解決這一問題。運用冷凍技術(shù)提高軟組織硬度使之與夾頭牢固結(jié)合成一體是一種有效的方法。軟組織被冷凍后硬度明顯提高,夾具的作用力可以較均衡地傳遞到凍結(jié)區(qū)域的軟組織,并通過凍結(jié)區(qū)域?qū)鶆騻鬟f到非凍結(jié)區(qū)。冷凍夾持是靠液膜冰或四周溶液冰緊固,緊固力均勻一致,不會讓材料夾傷變形,冷凍本身能消除鉗夾應力,可提高材料與夾頭穩(wěn)固連接。這就為過去難以加工的韌、黏性材料,難以夾持的工件,特別是成型件的加工提供了新的解決途徑。
一、生物材料萬能試驗機主要用途 主要用于各種材料的生物力學性能試驗，包括用于人造血管、軟組織、骨頭、接骨板、椎間融合器、膝關(guān)節(jié)、脊柱固定器、金屬涂層、髖關(guān)節(jié)、髓內(nèi)釘?shù)炔牧系睦�、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等機械性能測試和力學鑒定。可根據(jù)國家標準及ISO、DIN等標準進行試驗和提供數(shù)據(jù)，自動繪制各種試驗曲線，自動打印試驗報告及試驗曲線，是科研院所、大專院校、醫(yī)學、生物工程等部門的理想試驗設(shè)備。
二、生物材料萬能試驗機主要技術(shù)參數(shù)：
1、規(guī)格型號：QX-W600
2、試驗負荷：30KN以內(nèi)可任意換）；
3、測力精度等級：0.5級；
4、有效測力范圍： 0.2%-100%
5、測力精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
6、試驗力分辨率：試驗力的±1/500000
7、試驗速度調(diào)節(jié)范圍：0.001-500mm/min
8、速度精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
9、變形測量范圍：0.2%—100%FS；
10、變形精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
11、變形分辨力：變形的1/500000（全程分辨率不變）；
12、位移精度：示值的±0.5%以內(nèi)；
13、位移分辨力：0.5μm；
14、安全裝置：電子限位保護；
15、超載保護：超過負荷10%自動保護；
16、數(shù)據(jù)采集頻率：200times/sec；
17、有效試驗行程：800mm；
18、有效試驗寬度：420mm；
19、電源電機：單相AC 220V±10%，750W；
20、主機重量：165kg。
三、生物材料萬能試驗機功能特點
根據(jù)需要可隨時對負荷、變形、位移測量通道進行手動或自動清零。
試驗過程中可根據(jù)實際情況自動選擇量程，且仍保證測量精度。
控制方式根據(jù)需要可以選擇負荷、變形、位移或應力、應變等加荷控制方式。
停機返回：斷裂自動停機，并高速返回到初始位置。
動橫梁位置微調(diào)：配國產(chǎn)手動控制器可以理想的完成這一功能。
監(jiān)測試驗過程：對試驗過程中的數(shù)據(jù)曲線可以實時的顯示。
自動存盤：試驗條件、試驗數(shù)據(jù)自動存盤．必要時可以調(diào)出，不丟失。
結(jié)果再現(xiàn)：試驗結(jié)果可任意存取，可對曲線進行再分析。
曲線選�。嚎筛鶕�(jù)需要可選擇應力-應變、負荷-變形、負荷-時間、負荷-位移、位移-時間、變形-時間等曲線顯示、打印。
曲線遍歷：可用鼠標在曲線點激力與變形值，以求得各種參量
結(jié)果對比：可對多個試群特性曲線進行疊加、再現(xiàn)、局部放大、實現(xiàn)待分析、樣品特性的比對。
批量試驗：試驗條件設(shè)定后，可依次完成一批樣品的試驗．試驗條件和樣件參數(shù)可存儲，隨時調(diào)用。
原創(chuàng)作者：上海企想檢測儀器有限公司
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