Name: Anwendung von Gestaltungsmerkmalen einachsiger Belastung Maschinenentwicklung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 23 s
Description: Erfahren Sie den Aufbau einer einachsigen Belastungsmaschine für reproduzierbare biomechanische Tests. Diese Methode zeigt Forschern, wie sie präzise Prüfplattformen entwickeln und zuverlässige Ergebnisse erzielen.

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Diese Arbeit wurde von den nationalen Instituten Gesundheit NIDCR [DE022664] unterstützt.

Hinweis: Das fertige Gerät ist in Abbildung 2dargestellt. Das Gerät ermöglicht es, reinen einachsigen Prüfung von Proben in einer horizontalen Position.
1. Bestandteile
<ol><li>Bereiten Sie zwei programmierbare Aktuatoren mit einem 30 mm (1,2 Zoll) Reisen pro Antrieb in der Lage, 60 mm (2,3 Zoll) überspannt, wenn programmiert, um zusammen ziehen/drücken. Um eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten gerecht zu werden, wählen Sie Aktoren haben eine angemessene Kapazität [67 N (15 lb)] zu zwingen, peak Schub [58 N (13 lb)], Geschwindigkeit Auflösung [0.9302 µm/s (0,00004 in / s)], und eine unidirektionale Genauigkeit [25 µm (0,001 Zoll)].</li>
	<li>Daisy-Chain-Aktuatoren, eine gleiche Anwendung der Erweiterung/Widerruf zu synchronisieren.</li>
	<li>Bereiten Sie einen 24 V-Controller die antriebsbewegung am Antrieb zu bieten; Diese Systeme ermöglichen eine exakte lineare Bewegung durch das Drehen einer Schraube, die Positioniersystems.</li>
	<li>Bereiten Sie zwei Wägezellen mit einer maximalen Kraft-Kapazität von 44,5 N (10 lb). Wählen Sie eine Low-Profile oder Kanister-Stil Laden ist ideal für enge Räume.</li>
	<li>Bereiten Sie die Schiene/Wagen-Block-System. Bereiten Sie eine Schiene und zwei Kutschen; einer jeden Antrieb zu halten. Da Stahl rostet, wählen Sie Edelstahl-Material aus, wenn das Gerät für Materialien verwendet werden, für die Flüssigkeitszufuhr erforderlich; für alle anderen Zwecke ist Stahl akzeptabel. Hinweis: Eine Explosionsansicht der Ladefläche mit der Schiene/Wagen-Block gezeigt in lila wird in Abbildung 3bereitgestellt.</li>
</ol>2. die Rahmenkonstruktion
Hinweis: Erklärenden Zwecken ist die Plattform farbcodiert in der Grafik.
<ol><li>Aluminium-Lagermaterial vorzubereiten. Wählen Sie aus Aluminium für seine Wirtschaftlichkeit und Benutzerfreundlichkeit der Bearbeitung. Beide Teller vorbereiten und ' L'-förmigen Winkel Lager.</li>
	<li>Lager Material für Maschine Spiele vorzubereiten. Wählen Sie aus Plexiglas; Es ist stark und leicht.</li>
</ol>3. Metall-Basis und Side Plate (Frame) Montage
<ol><li>Schneiden die Grundplatte aus Aluminium bestand, wird sicherstellen, dass es ca. 64 x 15 x 1,3 cm (25 x 6 x 0,5). Bereinigen Sie die Kanten in der Mühle und geschnitten Sie die Grundplatte auf seine endgültige Größe.</li>
	<li>Maschine die Platte flach in der Mühle, nach den Vorgaben in der zusätzlichen Dateien zur Verfügung gestellt.</li>
	<li>Ehrlich, sicherzustellen, dass das Flugzeug waagerecht ist.</li>
	<li>Maschine eine Spur in die Grundplatte die Seitenplatten mit einer Toleranz von 0,0126 mm (0,0005 Zoll) ausrichten.</li>
	<li>Bearbeiten Sie die Seitenplatten nach Angaben in den ergänzenden Dateien.</li>
	<li>Bohren Sie und tippen Sie auf die Seitenplatten auf ihrer Unterseite.</li>
	<li>Montieren Sie die Seitenplatten aufrecht in der Spur.</li>
	<li>Befestigen Sie die Seitenplatten an der Bodenplatte von unten (Abbildung 4).</li>
</ol>4. Befestigung der Schiene/Druckschlitten am Rahmen
<ol><li>Maschine-Tracks in die vordere Fläche der einzelnen Seitenplatte ermöglichen die Montage der Schiene/Druckschlitten gemäß den Angaben in der Zeichnung Links (Abbildung 5).</li>
	<li>Befestigen Sie die Schiene auf dem Steig durch den Abstand Löcher in der Schiene über gebohrt und Gewindebohrungen (angepasst #10-32 Schrauben) in jeder Seitenwand.</li>
</ol>(5) hinten Mount Befestigung der Aktoren
<ol><li>Hintere Halterung Anhänge aus der Maschine der ' L'-förmigen Winkel Lager gemäß den Spezifikationen in der zusätzlichen Dateien zur Verfügung gestellt.</li>
	<li>Maschine eine Bar zum Befestigen an der Unterseite des Berges als eine Keilnut und fahren sie in der bearbeiteten Spur auf den ersten Blick die Seitenplatte nach den Vorgaben in der zusätzlichen Dateien zur Verfügung gestellt. Die Bar in der Unterseite der Halterung einschrauben.</li>
	<li>Bohren Sie eine Durchgangsbohrung in der Basis der hinteren Halterung für die Antriebs-Clearance.</li>
	<li>Legen Sie die Hintere Halterung auf den Körper der Antrieb über das Lochbild im kommerziellen Antrieb. Hinweis: Ein Grund dafür, dass eine hintere Halterung ist, beseitigen die Notwendigkeit, immer wieder den Antrieb direkt am Rahmen befestigen mit den kleinen #2 metrische Schrauben, die Lager auf die Antriebe kommen. Die Halterung entfällt die Sorge des Abtrags das Innengewinde des Antriebs bei wiederholter Anwendung.</li>
	<li>Stecken Sie die Basis der Halterung für die hintere Antrieb-Halterung an den Rahmen über zwei Schrauben anbringen.</li>
	<li>Bohren und tippen Sie auf eine Reihe von Löchern (auf Platz #10-32 Schrauben) flankieren die Strecke auf der Vorderseite der Seitenplatten, um eine verstellbare Halterung-Anlage zu ermöglichen, wenn es wünschenswert ist, Proben unterschiedlicher Größe unterbringen.</li>
</ol>(6) Mount Frontanbau der Aktoren über Anschlüsse
Hinweis: Die vordere Halterung ist ein "L"-förmige Stück, das die Beförderung die Vorderseite des Antriebs beimisst. Der Antrieb nicht körperlich kontaktieren Sie den Berg; Es misst über eine Reihe von Anschlüssen, die von der Spitze der Antrieb zu erweitern.
<ol><li>Frontmontage Anhänge aus der Maschine der ' L'-förmigen Winkel Lager gemäß den Spezifikationen in der zusätzlichen Dateien zur Verfügung gestellt.</li>
	<li>Bohren Sie ein Loch im Boden des die vordere Halterung der konische Verbinder unterzubringen.</li>
	<li>Maschine eine Spur auf der Seite der vorderen Halterung um eine Platte aufzunehmen.</li>
	<li>Maschine die Platte mit einer Spur, die Befestigungen unterzubringen.</li>
	<li>Maschine ein Aluminium, zylindrische Steckverbinder nach den Angaben in der Zeichnung Links. Dieser Adapter verbindet die Wägezelle am Antrieb.</li>
	<li>Bohren Sie und tippen Sie auf den Anschluss für eine #2 metrische Schraube am Ende Antrieb und eine #6 metrische Schraube am Ende Last Zelle zur Unterstützung der axialen Befestigung und Ausrichtung der Wägezelle und Antrieb.</li>
	<li>Wiederholen Sie diesen Vorgang, um zwei identische Anschlüsse, einen für jede Wägezelle Maschine.</li>
	<li>Maschine ein Aluminium, konisch, zylindrisch Steckverbinder nach Angaben in der Zeichnung Links. Dieser Adapter verbindet die Wägezelle mit der Befestigung und der Wagen.</li>
	<li>Bohren Sie und tippen Sie auf den Anschluss an das Gewinde Last-Zell-Verbindung an einem Ende.</li>
	<li>Pass des Zylinders in das Loch der vorderen Antrieb montieren und mit einer Stellschraube um Zylinderende zu verankern.</li>
	<li>Duplizieren Sie das System für die rechten und linken Aktuatoren. Hinweis: wie in Abbildung 6dargestellt einmal montiert, ist die Basis des Antriebs starr an der Seitenplatte befestigt. Die Vorderseite des Antriebs wird am Schlitten befestigt und, wie der Antrieb aus- und eingefahren wird, ist der Schlitten gedrückt und gezogen. Dies bildet den Rahmen für die Befestigung Befestigung und Probe geladen.</li>
</ol>(7) Befestigungen
<ol><li>Maschine die Leuchten entsprechend den Angaben in den ergänzenden Dateien (Abbildung 7).</li>
	<li>Maschine eine zentrale, vertikale Schlitz in der Halterung Halter um die Höhe darzustellen.</li>
	<li>Befestigen Sie die Antrieb vorderen Halterungen auf der rechteckigen Platte mit drei Bohrungen und Gewinde Löcher (#10-32 Schrauben unterzubringen) vertikal in der Mitte der Platte ausgerichtet.</li>
	<li>Heben oder senken des Inhabers Bedarf, z. B. Wenn ein saline Bad hydratisiert zu Testzwecken verwendet wird, und mit Schrauben sichern.</li>
</ol>8. operative Verfahren:
<ol><li>Laden Sie die Antrieb Software um das Gerät16fernsteuern.</li>
	<li>Erstellen Sie eine Verknüpfung zwischen dem Computer und der 24 V-Regler mit einem 6-polige Mini-Din Mann-zufrau PS/2 Verlängerungskabel; Jeder Antrieb Controller verfügt über zwei 6-polige Mini-Din Stecker Kabel Links.</li>
	<li>Verwenden Sie einen USB / 6-polige Mini-Din-Konverter, um die Antriebe zu einem standard-Computer zu verbinden; der Konverter enthält eine weibliche 6-polige Mini-Din-Stecker und ein USB-Anschluss.</li>
	<li>Daisy-Chain-Antriebe so, dass ein einzelner Computer-Kabel ist ausreichend für den Betrieb, oder alternativ einen HDMI Adapter anstelle der USB-Adapter verwenden.</li>
	<li>Schließen Sie die Antriebe an die 24 V-Versorgung.</li>
	<li>Einmal angeschlossen und eingeschaltet, wählen Sie die Geräte und passen Sie die stellgliedleistung an.</li>
	<li>Alternativ steuern Sie die Antriebe manuell durch das Zifferblatt auf jeden Antrieb eignet sich für den Aufbau. Hinweis: Diese Software ist für alle standard-Betriebssystem. Mit dieser Software lassen sich die Antriebe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf jede eingestellte Entfernung bewegt, synchronisiert in einem festgelegten Abstand oder synchronisiert miteinander in Einklang zu bewegen.</li>
</ol>

<ol><li>ASTM E4-16. Standard practices for force verification of testing machines. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2016).</li>
<li>ASTM E2309/E2309M-16. Standard practices for verification of displacement measuring systems and devices used in materials testing machines. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2016).</li>
<li>ASTM E2428-15a. Standard practice for calibration and verification of torque transducers. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2015).</li>
<li>ASTM E2624-17. Standard practice for torque calibration of testing machines. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2017).</li>
<li>ASTM C39 – Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2018).</li>
<li>ASTM A370-17a. Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2017).</li>
<li>ASTM D4761-13. Standard test methods for mechanical properties of lumber and wood-base structural material. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2013).</li>
<li>Green, M. L., et al. <a target="_blank" href="https://digitalcommons.usu.edu/foodmicrostructure/vol5/iss1/19/">Mechanical properties of cheese, cheese analogues and protein gels in relation to composition and microstructure.</a> Food Structure. 5 (1), 169-192 (1986).</li>
<li>ASTM D76/D76M-11. Standard specification for tensile testing machines for textiles. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html">https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html</a> (2011).</li>
<li>Papini, M., Zdero, R., Schemitsch, E. H., Zalzal, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biomechanics+of+human+femurs+in+axial+and+torsional+loading%3A+comparison+of+finite+element+analysis%2C+human+cadaveric+femurs%2C+and+synthetic+femurs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">The biomechanics of human femurs in axial and torsional loading: comparison of finite element analysis, human cadaveric femurs, and synthetic femurs.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 129 (1), 12-19 (2007).</li>
<li>Poulet, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+applied+mechanical+loading+induces+subchondral+bone+thickening+that+may+be+intensified+locally+by+contiguous+articular+cartilage+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Intermittent applied mechanical loading induces subchondral bone thickening that may be intensified locally by contiguous articular cartilage lesions.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 23 (6), 940-948 (2015).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteoblasts+subjected+to+mechanical+strain+inhibit+osteoclastic+differentiation+and+bone+resorption+in+a+co-culture+system%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Osteoblasts subjected to mechanical strain inhibit osteoclastic differentiation and bone resorption in a co-culture system.</a> Annals of Biomedical Engineering. 41 (10), 2056-2066 (2013).</li>
<li>Huang, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+use+of+a+novel+bioreactor+for+regeneration+of+biaxially+stretched+tissue-engineered+vessels%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering.+Part+C%2C+Methods%22%5BJournal%5D)">Design and use of a novel bioreactor for regeneration of biaxially stretched tissue-engineered vessels.</a> Tissue Engineering. Part C, Methods. 21 (8), 841-851 (2015).</li>
<li>Keyes, J. T., Haskett, D. G., Utzinger, U., Azhar, M., Van de Geest, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptation+of+a+planar+microbiaxial+optomechanical+device+for+the+tubular+biaxial+microstructural+and+macroscopic+characterization+of+small+vascular+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Adaptation of a planar microbiaxial optomechanical device for the tubular biaxial microstructural and macroscopic characterization of small vascular tissues.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 133 (7), 075001(2011).</li>
<li>Brown, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+for+mechanical+stimulation+of+cells+in+vitro%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Techniques for mechanical stimulation of cells in vitro: A review.</a> Journal of Biomechanics. 33 (1), 3-14 (2000).</li>
<li>Zaber Technologies. Zaber Console software download. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.zaber.com/zaber-software">https://www.zaber.com/zaber-software</a> (2018).</li>
<li>King, J. D., York, S. L., Saunders, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+fabrication+and+characterization+of+a+pure+uniaxial+microloading+system+for+biologic+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Engineering+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Design, fabrication and characterization of a pure uniaxial microloading system for biologic testing.</a> Medical Engineering and Physics. 38 (4), 411-416 (2016).</li>
<li>Saunders, M. M., Donahue, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+cost-effective+loading+machine+for+biomechanical+evaluation+of+mouse+transgenic+models%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Engineering+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Development of a cost-effective loading machine for biomechanical evaluation of mouse transgenic models.</a> Medical Engineering and Physics. 26 (7), 595-603 (2004).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das Ziel dieser Arbeit war zu entwerfen und fertigen eine kostengünstige und zuverlässige einachsige Loader für den Einsatz mit kleinen Proben wie Gewebe und Fasern. Ein Gerät wurde aufgebaut, die erfüllt die Anforderungen, die gleichzeitig flexibel genug, im Design für neue Anlagen, die hergestellt werden, da der Benutzer wachsen muss zu ermöglichen. Beispielsweise ermöglicht das Gerät für die Prüfung von trockenen und nassen Proben in einer einachsigen oder fest-End-Konfiguration.
Wichtige S...

Mechanische Prüfungen, hat eine interessante Geschichte, die auf Härte Prüfgeräte von Stanley Rockwell entwickelte in den frühen zwanzigsten Jahrhunderts zurückverfolgt werden kann. Während Technologie gewachsen ist, in dem Maße, in dem standard, dokumentierte Praktiken führen alles von der Überprüfung der Leistung der Maschine zu den Leitlinien für die Durchführung spezifischer Tests1,2,3, 4. heute mechanische Prüfungen werden durchgeführt, über alles, von Baustoffen wie Beton, Stahl und Holz, Nahrung und Textile Produkte5,6,7,8,9 . Angesichts der Tatsache, dass die Felder der Biomedizintechnik und, genauer gesagt, Biomechanik mechanische Prüfungen nutzen, sind Lademaschinen an der Tagesordnung in Biomechanik-Labors.
Lademaschinen laufen die Palette der Maßstab in der Biomechanik. Als Beispiel können größere Lademaschinen zur Ganzkörper-Impact-Studien durchführen oder menschlichen femorale mechanische Eigenschaften beim kleineren laden Maschinen verwendet werden können, um testen murine Knochen oder stimulieren Zellen10,11bestimmen, 12,13,14. Zwei Arten von Lademaschinen werden im Prüflabor gefunden; diejenigen, die im Handel gekauft werden und diejenigen, die vom Benutzer erstellt werden. Lademaschinen Eigenentwicklungen sind oft für ihre Personalisierung und Individualisierung Optionen15begünstigt.
Bei der Prüfung, ist ein Exemplar in der Maschine gesichert, so dass eine Verschiebung angewendet werden kann, erzeugt eine messbare Kraft. Wenn die Last als die treibende Feedback verwendet wird, ist der Test Last kontrolliert; Wenn die Verschiebung als die treibende Feedback verwendet wird, ist der Test Verschiebung gesteuert. Lademaschinen, sind im Allgemeinen auf einen Rahmen aufgebaut, die an einem festen Träger einen Mover verbindet. Als solche beinhaltet die Prüfung in der Regel ein Ende der Probe verschoben wird, während das andere Ende fixiert bleibt.
In Abbildung 1 dargestellt ist eine Skizze von einer einfachen Lademaschine demonstriert seine grundlegenden Komponenten. Grundlegend für alle Lademaschinen ist eine Basis oder Rahmen. Während die überwiegende Mehrheit der Handelsmarken von einem festen Ort nutzen, zeigt die Zeichnung eine Plattform, die planar (XY) Bewegung ermöglicht. Die Mover ist in diesem Fall den Oberarm, der hält einer Wägezelle und wird von einem Schrittmotor angetrieben. Am Rahmen befestigt sind die Vorrichtungen, die die Probe halten und bestimmen die Art des Tests, die ausgeführt wird. In der Zeichnung dargestellt sind drei-Punkt-Biegung Befestigungen. Die obere Befestigung (Ansprechpartner) ist mit dem beweglichen Arm montiert; die untere Befestigung (Doppelkontakt) wird die stationäre Basis montiert. Während der Tests treibt der Motor die oberen Halterung nach unten, wo die Innenleiter die Probe einrastet. Als der Kontakt die Probe greift, verzeichnet die Wägezelle der Anstieg der Widerstand oder die Kraft auf die Probe gestellt.
Es gibt Gelegenheiten, wo Maschinen entworfen und selbst gebaut, um einen Antrag nicht erreichbar mit den vorhandenen Maschinen im Labor zu erreichen. Hier beschreiben wir ausführlich ein solches Gerät. Es ist eine Ladefläche, die an beiden Enden ermöglicht reinen einachsigen Probe laden oder gleiche und entgegengesetzte Bewegung. Das Gerät verfügt über kommerzielle Wägezellen und Aktoren (Mover); ein Frame ist bearbeitet, um die handelsüblichen teilen und laden Vorrichtungen zur Probe testen zu halten. Verständnis der grundlegenden Prinzipien der Prüfung Maschinenbau kann bei der Gestaltung der eigenen Maschine helfen. Wir haben die Zeichnungsdateien erstellt wir als Ausgangspunkt, Forscher mit ihrer eigenen Maschinenentwicklung zu unterstützen. Das Video konzentriert sich auf die Montage des Gerätes und die Anwendung der mechanischen Design-Prinzipien auf Ausrichtung und zuverlässige Tests zu gewährleisten.

<table><tbody><tr><td>Netzteil, 24 V DC 2,5 A Ausgang, 100-240 V AC Eingang, Stecker für Nordamerika&nbsp;</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>PS05-24V25</td><td></td></tr><tr><td>6-poliges Mini-DIN-Stecker-auf-Buchse-PS/2-Verlängerungskabel</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>T-DC06</td><td></td></tr><tr><td>Schrittmotor-Controller, 2-phasig</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>A-MCA</td><td></td></tr><tr><td>Linearantrieb, NEMA-Größe 11, 30 mm Verfahrweg, 58 N maximaler Dauerschub</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>NA11B30</td><td></td></tr><tr><td>Korrosionsbeständige wartungsfreie Kugellagerschlitten und Führungsschienen</td><td>McMaster-Carr</td><td>9184T31</td><td></td></tr><tr><td>6061-T6 Aluminium Schaft</td><td>McMaster-Carr</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Plexiglas Schaft</td><td>McMaster-Carr</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Kanister-Wägezelle, 4,5N</td><td>Honeywell Sensotec</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>USB auf 6 Pin Mini-Din</td><td>Universal&nbsp;</td><td>Na</td><td></td></tr></tbody></table>

anwendung von gestaltungsmerkmalen einachsiger belastung maschinenentwicklung

Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development

In Bezug auf die genaue und präzise mechanische Prüfungen, ausführen Maschinen des Kontinuums. Während kommerzielle Plattformen ausgezeichnete Genauigkeit bieten, können sie kostspielig, werden oft günstig in der Preisklasse von $100.000 - $200.000. Das andere extrem sind Stand-Alone-manuelle Geräte, oft fehlende Reproduzierbarkeit und Genauigkeit (z.B. eine manuelle Kurbel Einrichtung). Wenn eine einzelne Verwendung angezeigt wird, ist jedoch über engineering, Design und Maschine etwas zu erarbeiten. Dennoch gibt es Gelegenheiten, wo Maschinen sind entworfen und selbst gebaut, um einen Antrag nicht erreichbar mit den vorhandenen Maschinen im Labor zu erreichen. Hier im Detail beschrieben, ist ein solches Gerät. Es ist eine Ladefläche, die reinen einachsigen Laden ermöglicht. Standard-Belademaschinen sind in der Regel biaxialen, dass lineare laden entlang der Achse erfolgt und rotary laden über die Achse erfolgt. Während des Tests mit diesen Maschinen ist eine Last an einem Ende der Probe angewendet, während das andere Ende fixiert bleibt. Diese Systeme sind nicht in der Lage rein axiale testen in der Zug/Druck gleichmäßig bis an die Enden der Probe angewendet wird. In diesem Papier entwickelte Plattform ermöglicht die gleiche und entgegengesetzte Laden von Proben. Während es für die Komprimierung verwendet werden kann, wird hier der Fokus auf seine Verwendung in reinen Zugfestigkeit geladen. Das Gerät verfügt über kommerzielle Wägezellen und Aktoren (Aufsteiger), und wie mit selbst gebauten Maschinen der Fall ist, wird ein Frame bearbeitet, um die kommerziellen Teile und Befestigungen für die Prüfung zu halten.

Um die Nutzung des Systems zu überprüfen, waren Antrieb Geschwindigkeit und Performance-Tests durchgeführt17. Diese Tests bestand Antrieb Geschwindigkeit und Distanz im Vergleich zu der eingegebenen Werte zu messen. Um die Probe Reisen Abstand Genauigkeit zu überprüfen, wurden willkürlich Verfahrwege entlang der Welle zwischen 254-2540 µm (0,01 - 0,10 In) ausgewählt. Das Gerät wurde auf diesen Strecken laufen und im Vergleich zu der tatsächlichen Entfernung mit Kom...

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um einen reinen einachsigen Lademaschine entwickeln. Kritisches Designaspekte werden eingesetzt, um genaue und reproduzierbare Testergebnisse zu gewährleisten.

Anwendung von Gestaltungsmerkmalen einachsiger Belastung Maschinenentwicklung

In terms of accurate and precise mechanical testing, machines run the continuum. Whereas commercial platforms offer excellent accuracy, they can be ...

Die Informationen in diesem Video sollen einige der wichtigeren Aspekte der Entwicklung mechanischer Ladeplattformen erklären. Die Informationen richten sich an Forscher, die an der Entwicklung eigener Plattformen interessiert sind, aber mit einigen der grundprinzipien nicht vertraut sind. Dieses Video soll die beiden Hauptmerkmale der Entwicklung einer zuverlässigen Testplattform veranschaulichen, insbesondere die reproduzierbare Montage und Demontage sowie die genaue Ausrichtung.Die Montage der Plattform wird Herr Robby Thoerner demonstrieren. Robby Thoerner hat vor kurzem seinen Bachelor-Abschluss an der Universität Akron, von unserer Abteilung für biomedizinische Technik in der Biomechanik-Spur. Ziel ist es, das Prüfgerät zusammenzustellen.Hier ist ein Beispiel für ein montiertes Gerät, das über zwei Aktoren, Wägezellen und einen Rahmen verfügt, um sie zu unterstützen. Sammeln Sie die Teile, um das Gerät zu konstruieren. Verwenden Sie zwei programmierbare Aktoren mit jeweils 30 MillimeterN Federweg, 60 Millimeter bei der Zusammenarbeit.Daisy kettedie Aktoren, um sie für gleiche Verlängerung und Rückzug zu synchronisieren. Bereiten Sie als Nächstes zwei Wägezellen vor, die für begrenzte Räume geeignet sind. Um die Aktuatoren zu unterstützen, bereiten Sie einen Wagen für jeden von ihnen zusammen mit einer Schiene vor.Erstellen Sie die Basis aus Aluminium-Lager. Schneiden Sie ein Stück auf die entsprechende Größe und verwenden Sie eine Mühle, um die Platte entsprechend den Spezifikationen zu bearbeiten. Maschine zwei Seitenplatten nach Spezifikationen.Die beiden sollten sich spiegeln, und jeder sollte einen Schlitz und gebohrte Löcher haben, um die Schiene unterzubringen. Bohren und tippen Sie auf die unteren Flächen der Seitenplatten. Montieren Sie die Seitenplatten in der Spur auf der Basis.Stellen Sie sicher, dass die Befestigungspunkte für die Schiene nahe beieinander liegen. Befestigen Sie die Seitenplatten von unten an der Grundplatte. Als nächstes befestigen Sie die Schiene mit ihren Freiraumlöchern und den gebohrten Löchern in jeder Seitenplatte am Gleis.Wenn dies erledigt ist, verbindet die Schiene die beiden Seitenplatten und Wagen gleiten auf die Schiene. Fahren Sie mit den Halterungen für die Aktuatoren fort. Verwenden Sie L-förmigen Vorrat, um eine hintere Halterung und eine Stange zu bearbeiten, um an der Unterseite der Halterung zu befestigen.Dadurch wird ein Schlüssel für die Ausrichtung in der Spur erstellt. Schrauben Sie die Stange in den Boden der Halterung. Rufen Sie an dieser Stelle den ausgewählten Aktuator für das Experiment ab.Befestigen Sie die hintere Halterung mit dem Lochmuster im Aktuator am Gehäuse des Aktuators. Die Reihe der Löcher in der Seitenplatte ermöglicht die Anpassung der Montageposition. Stecken Sie die Basis der Halterung an den Rahmen, um den hinteren Aktuator zu befestigen.Verwenden Sie zwei Schrauben, um es zu sichern. Duplizieren Sie die Schritte, um einen Aktuator auf jeder der Seitenplatten zu montieren. Holen Sie sich die Teile für die Unterstützung der Vorderseite des Aktors.Ein Teil ist ein L-förmiges Stück mit einem Loch für einen konischen Stecker. Auf seiner Seite ist eine Spur, um eine Platte unterzubringen. Die Platte für diese Strecke hat auch eine Spur, um Vorrichtungen unterzubringen und die Ausrichtung zu gewährleisten.Maschine ein Aluminium-Zylinderteil, um die Wägezelle und den Aktor zu verbinden. Maschine ein Aluminium verjüngt zylindrisches Teil, um die Wägezelle mit der Vorrichtung und dem Wagen zu verbinden. Geben Sie den Zylinder in das Loch der vorderen Aktuatorhalterung und verwenden Sie eine eingestellte Schraube, um das Zylinderende zu verankern.Arbeiten Sie nun mit den Halterungen für die vorderen Halterungen. Für vertikale Anpassungen, maschinen Sie einen zentralen vertikalen Schlitz im Fixture-Halter. Befestigen Sie die Vorderbefestigung des Aktuators an der rechteckigen Seitenplatte mit den vertikal ausgerichteten Löchern in der Mitte.Hier ist die fertige Montage für die vordere Halterung auf einer Seite. Duplizieren Sie die Schritte, um sowohl die linke als auch die rechte Aktoren des Geräts zu montieren. Dabei handelt es sich um repräsentative Datensätze aus Lasttests, die bis zum Ausfall 25,4 Millimeter 2-0 Nähte verknotet haben.Die graue Strichkurve stellt die Ergebnisse des in diesem Protokoll beschriebenen Geräts mit einer Laderate von 0,61 Millimetern pro Sekunde dar. Die schwarze Kurve stellt Ergebnisse eines Festgeräts mit einer doppelten Laderate oder 1,22 Millimeter pro Sekunde dar. In allen Tests trat ein Fehler am Knoten auf, und Messungen zeigten keinen statistischen Unterschied zwischen den Geräten.Bei der Konstruktion einer Lademaschine ist es immer wichtig, die Ausrichtung im Auge zu behalten. Wenn Sie sich auf die Ausrichtung konzentrieren, stellen Sie sicher, dass Ihre Ergebnisse reproduzierbar und genau sind und dass Sie Ihre Proben entsprechend testen. In diesem Video haben wir versucht, einige der wichtigeren Aspekte beim Entwerfen von Lademaschinen zu demonstrieren.Wenn Sie einige dieser Grundprinzipien verstehen, können Sie sie bei der Entwicklung von Plattformen für Ihre eigenen Testanforderungen anwenden.

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Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Wir haben eine neuartige mechanische Belastung Bioreaktor uniaxialen oder biaxialen mechanischen Belastung zu einer Knorpel Biokomposit können vor der Transplantation in eine Anwendung Gelenkknorpeldefekt.

Entwurf eines Biaxiale Mechanische Belastung Bioreaktor für Tissue Engineering

Dieses Protokoll schlägt ein neuartiges System biaxialen Tests auf einen Widerstand verwendet einachsigen Zugversuch Maschine, um Erhitzen der Grenzformänderungsdiagramm (FLD) von Blechen unter Heißprägebedingungen zu bestimmen.

A Novel Biaxial Testvorrichtung für die Bestimmung der Grenzformänderung unter Hot Stamping Bedingungen

Dieses Protokoll beinhaltet Charakterisierungen von ventrikulären Klappensegel mit Kraft gesteuert, Hubraum-kontrollierte, und Stress-Entspannung biaxialen mechanische Prüfverfahren. Ergebnisse mit diesem Protokoll erworben können für konstitutive Modellentwicklung verwendet werden, um das mechanische Verhalten von funktionierenden Ventilen in einem finite-Elemente-Simulation-Rahmen zu simulieren.

Biaxiale mechanische Charakterisierung von ventrikulären Herzklappen

Ein Simulationsmodell, das speziell das Vordesign einer elektrischen Verdrängerpumpe (EVDP) unterstützt, wird entwickelt und teilweise durch Experimente verifiziert. Die Steuerungsleistung, Lebensdauer, Zuverlässigkeit usw. können alle mit dem vorgeschlagenen Modell bewertet werden, das die wichtigsten Leistungsanforderungen im Rahmen der EVDP-Vorentwurfsaufgabe abdeckt.

Ein Modellierungs- und Simulationsverfahren zur Vorkonstruktion einer elektrischen Verdrängerpumpe

In diesem Protokoll werden zwei Ansätze beschrieben, um die uniaxiale Kompressionsprüfung von Lendenwirbeln von Mäusen leichter zugänglich zu machen. Zunächst wird der Umbau einer Dreipunktbiegemaschine zu einer Druckprüfmaschine beschrieben. Zweitens wird ein Einbettungsverfahren zur Vorbereitung der Belastungsfläche, das Knochenzement verwendet, für die Lendenwirbel von Mäusen angepasst.

Maus Lendenwirbel Uniaxiale Kompressionsprüfung mit Einbettung der Belastungsfläche

In dieser Arbeit beschreiben wir die Verwendung der Atom-Sonde Tomographie Technik für die Untersuchung der Korngrenzen der Absorberschicht in einer CIGS-Solarzelle. Ein neuartiger Ansatz, um die Atomsonde Tipps, die das gewünschte Korngrenzen mit einer bekannten Struktur vorzubereiten ist auch hier vorgestellt.

Atomsondentomographie Studien über die Cu (In, Ga) Se<sub&gt; 2</sub&gt; Grain Boundaries

Dieses Video beschreibt die Grundlagen der digitalen Streifenprojektionstechniken, die dichte 3D-Messungen von dynamisch veränderlichen Oberflächen ermöglichen. Es demonstriert auch das Design und den Betrieb eines binären Hochgeschwindigkeits-Defokussierungssystems, das auf diesen Techniken basiert.

High-Auflösung, High-Speed-, Three-dimensional Imaging mit Digital-Video-Streifenprojektionstechnik

Horizontale und vertikale elektroFlüssigkeitsBrücken sind einfach und leistungsfähige Werkzeuge für die Erkundung der Wechselwirkung von hoher Intensität elektrische Felder und Polar dielektrische Flüssigkeiten. Die Konstruktion der Basisvorrichtung und Betriebsbeispiele, einschließlich Wärmebilder für drei Flüssigkeiten (beispielsweise Wasser, DMSO und Glycerin) dargestellt.

Die Herstellung elektro Bridges von Polar Schlags Flüssigkeiten

Wir präsentieren Protokolle bei der Messung der Spritztröpfchengröße von landwirtschaftlichen Düsen in beiden Luft- und Boden basierte agrochemische Anwendungen verwendet werden. Diese Methoden vorgestellt wurden entwickelt, konsistente und reproduzierbare Tröpfchengröße Daten zu liefern, sowohl inter- und intra Labor, wenn Laserbeugungssysteme verwendet werden.

Mess Spray Tröpfchengröße von landwirtschaftlichen Düsen mit Laserbeugung

Es wird ein Protokoll zum Starten und stabilen Einfangen ausgewählter dielektrischer Mikropartikel in Luft vorgestellt.

Optische Trap-Laden von Dielectric Mikroteilchen in der Luft

Erfahren Sie den Aufbau einer einachsigen Belastungsmaschine für reproduzierbare biomechanische Tests. Diese Methode zeigt Forschern, wie sie präzise Prüfplattformen entwickeln und zuverlässige Ergebnisse erzielen.

Anwendung von Gestaltungsmerkmalen einachsiger Belastung Maschinenentwicklung

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