原位雙軸力學測試

什么是雙軸測試，與傳統的單軸測試有何不同？

在現實世界中，大多數結構和部件都會受到多個方向的載荷。為了貼近真實條件，需要將試樣在多個方向上加載。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，并消除額外彎曲應力的風險。雙軸拉伸試驗機在一個平面上使用四個執行器來實現這一點。樣品通常是十字形或正方形。因為試樣中心周圍的一切都需要均勻拉伸。否則，測試將無法獲得正確的結果。

雙軸測試系統的起源？

隨著噴氣發動機的出現，對雙軸力學測試的需求出現在1960年代。航空航天制造商對飛機結構上的應力狀態非常感興趣。另一個早期應用是分析汽車制造中鈑金的晶粒結構。在雙軸試驗之前，工程師只能執行多個單獨的單軸測試，并使用外推法預測真實世界的多軸行為。

雙軸測試滿足了哪些需求？

評估組織工程材料的力學特性，需與天然生物組織進行比較。確定一個軟組織適合的本構模型，進行相關參數的比較是可行的方法。在生物力學領域，應變能函數在軟組織材料性質建模中的應用取得了巨大的成功。

金屬材料重點往往放在動態測試上，即斷裂力學和疲勞裂紋擴展。研究者需要知道裂紋會以多快的速度增長，以及它在各種加載條件下多久會達到臨界尺寸。其他平面雙軸仿真用于測試實際的實際組件。這些測試可以是真正的雙軸測試，也可以是軸向和扭轉的。

雙軸測試主要的技術挑戰是什么？

雙軸測試具有挑戰性的方面包括：精確的質心控制，正確的系統對準，以及測試的可重復性。

質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，但并非總是在測試空間的中心。CellScale雙軸試驗系統可以將質心的位置控制在微米范圍內。在大多數應用中，客戶需要在周期性測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。如果在兩個方向上拉、壓試樣，則這些力的施加必須在同一平面內。否則，它會引入無法控制且無法考慮的彎曲或剪切應力。因為未知的壓力會導致試樣過早破壞，計算周期將不準確。應力也會使試樣面臨彎曲的風險。在許多行業中，尤其是醫療、航空航天，獲取的試樣數量可能非常珍貴且有限。

傳統使用螺釘連接在一起的機械夾具并不那么靈活，而使用鉤狀夾具，可以做到每次都以相同的方式固定試樣。BioTester系統提供的BioRakes夾具以確保共面、同心和靈活的角度調整。高精度驅動器將減少彎曲應變，對于必要的細微調整，巧妙設計的樣品安裝方式則可以輕松完成。您能在幾分鐘內對準，其他系統可能需要半天時間。

雙軸測試設備的范圍

BioTester可更換的載荷傳感器從0.5到200 N不等。該系列每個產品都包括必要的附件、軟件、數字控制技術和用戶界面，以滿足特定測試應用要求。對于一套完整集成的解決方案，客戶可以享受“一站式"體驗，并且可以確信所有功能組件都經過精心設計，無縫交互。