原位雙軸力學(xué)測(cè)試

什么是雙軸測(cè)試，與傳統(tǒng)的單軸測(cè)試有何不同？

在現(xiàn)實(shí)世界中，大多數(shù)結(jié)構(gòu)和部件都會(huì)受到多個(gè)方向的載荷。為了貼近真實(shí)條件，需要將試樣在多個(gè)方向上加載。在這種情況下，“控制"意味著將試樣的中心精確地保持在原位，并消除額外彎曲應(yīng)力的風(fēng)險(xiǎn)。雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)在一個(gè)平面上使用四個(gè)執(zhí)行器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。樣品通常是十字形或正方形。因?yàn)樵嚇又行闹車囊磺卸夹枰鶆蚶?。否則，測(cè)試將無(wú)法獲得正確的結(jié)果。

雙軸測(cè)試系統(tǒng)的起源？

隨著噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，對(duì)雙軸力學(xué)測(cè)試的需求出現(xiàn)在1960年代。航空航天制造商對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力狀態(tài)非常感興趣。另一個(gè)早期應(yīng)用是分析汽車制造中鈑金的晶粒結(jié)構(gòu)。在雙軸試驗(yàn)之前，工程師只能執(zhí)行多個(gè)單獨(dú)的單軸測(cè)試，并使用外推法預(yù)測(cè)真實(shí)世界的多軸行為。

雙軸測(cè)試滿足了哪些需求？

評(píng)估組織工程材料的力學(xué)特性，需與天然生物組織進(jìn)行比較。確定一個(gè)軟組織適合的本構(gòu)模型，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的比較是可行的方法。在生物力學(xué)領(lǐng)域，應(yīng)變能函數(shù)在軟組織材料性質(zhì)建模中的應(yīng)用取得了巨大的成功。

金屬材料重點(diǎn)往往放在動(dòng)態(tài)測(cè)試上，即斷裂力學(xué)和疲勞裂紋擴(kuò)展。研究者需要知道裂紋會(huì)以多快的速度增長(zhǎng)，以及它在各種加載條件下多久會(huì)達(dá)到臨界尺寸。其他平面雙軸仿真用于測(cè)試實(shí)際的實(shí)際組件。這些測(cè)試可以是真正的雙軸測(cè)試，也可以是軸向和扭轉(zhuǎn)的。

雙軸測(cè)試主要的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？

雙軸測(cè)試具有挑戰(zhàn)性的方面包括：精確的質(zhì)心控制，正確的系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)，以及測(cè)試的可重復(fù)性。

質(zhì)心控制是指將試樣的中心精確地保持在研究人員想要的位置——通常，但并非總是在測(cè)試空間的中心。CellScale雙軸試驗(yàn)系統(tǒng)可以將質(zhì)心的位置控制在微米范圍內(nèi)。在大多數(shù)應(yīng)用中，客戶需要在周期性測(cè)試過程中將樣品移入、移出（擠壓和拉伸），但中心必須保持靜止。如果在兩個(gè)方向上拉、壓試樣，則這些力的施加必須在同一平面內(nèi)。否則，它會(huì)引入無(wú)法控制且無(wú)法考慮的彎曲或剪切應(yīng)力。因?yàn)槲粗膲毫?huì)導(dǎo)致試樣過早破壞，計(jì)算周期將不準(zhǔn)確。應(yīng)力也會(huì)使試樣面臨彎曲的風(fēng)險(xiǎn)。在許多行業(yè)中，尤其是醫(yī)療、航空航天，獲取的試樣數(shù)量可能非常珍貴且有限。

傳統(tǒng)使用螺釘連接在一起的機(jī)械夾具并不那么靈活，而使用鉤狀?yuàn)A具，可以做到每次都以相同的方式固定試樣。BioTester系統(tǒng)提供的BioRakes夾具以確保共面、同心和靈活的角度調(diào)整。高精度驅(qū)動(dòng)器將減少?gòu)澢鷳?yīng)變，對(duì)于必要的細(xì)微調(diào)整，巧妙設(shè)計(jì)的樣品安裝方式則可以輕松完成。您能在幾分鐘內(nèi)對(duì)準(zhǔn)，其他系統(tǒng)可能需要半天時(shí)間。

雙軸測(cè)試設(shè)備的范圍

BioTester可更換的載荷傳感器從0.5到200 N不等。該系列每個(gè)產(chǎn)品都包括必要的附件、軟件、數(shù)字控制技術(shù)和用戶界面，以滿足特定測(cè)試應(yīng)用要求。對(duì)于一套完整集成的解決方案，客戶可以享受“一站式"體驗(yàn)，并且可以確信所有功能組件都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，無(wú)縫交互。