Name: Medición de la respuesta tensión-deformación compresiva en deformaciones pequeñas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-12-05T14:40:00.000+00:00
Duration: 2 min 58 s
Description: Aprenda a medir propiedades mecánicas en la región de pequeñas deformaciones usando un dispositivo de compresión de bajo costo. Este método validado permite caracterizar microestructuras y materiales poliméricos con alta precisión.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Los consumibles, equipos y software utilizados se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Configuración del sistema de medición
NOTA: La Figura 1 muestra el MS utilizado para las pruebas de compresión. La etapa z consiste en un actuador lineal controlado por un controlador de motor, una pieza móvil que proporciona el movimiento real a lo largo del eje z y una parte fija de soporte. El sistema también incluye una placa microcontroladora, un circuito amplificador operativo, un sensor de fuerza acoplado a un bloque y un portátil.
<ol>
	<li>Acciona la parte móvil a lo largo del eje z a la velocidad establecida usando el controlador del motor para aplicar una carga compresiva a la muestra.</li>
	<li>Mide la carga usando un sensor de fuerza montado sobre un bloque metálico rígido. La señal recogida pasa a través de un circuito amplificador inversor, se convierte en señal digital por la placa microcontrolador y luego se transmite al software de la placa microcontroladora.</li>
	<li>Instala un medidor de desplazamiento láser como se muestra en la Figura 2 para verificar el desplazamiento vertical de la etapa Z. Después de enviar una señal de entrada desde el controlador del motor, dejar que la parte móvil de la etapa z se mueva verticalmente; Los datos de desplazamiento en tiempo real del actuador lineal embebido se registran utilizando el software de comunicación en serie.</li>
	<li>Extrae los datos de desplazamiento usando el software de medición de desplazamiento láser y compáralos para su verificación. NOTA: Los datos de desplazamiento de fuerza se graban simultáneamente usando el software de comunicación en serie, permitiendo obtener la curva de desplazamiento de fuerza en el portátil en tiempo real.</li>
	<li>Observa y registra la deformación de la muestra durante la compresión usando un microscopio digital. NOTA: El microscopio digital y el medidor de desplazamiento láser se utilizan para la observación de muestras y la verificación de desplazamientos, respectivamente.</li>
</ol>
2. Circuito de medición
NOTA: La Figura 3 muestra el circuito equivalente eléctrico del sensor de fuerza y las conexiones del circuito de medición que convierten y amplifican los cambios de presión debidos a una fuerza externa estática en un voltaje. El circuito consta de una resistencia de retroalimentación variable (RF) para el control de ganancia, un condensador (CF) para el corte de baja frecuencia y eliminación de ruido, y un amplificador operacional. Aquí, la resistencia del sensor de fuerza que cambia con la magnitud de la fuerza aplicada externamente es RS, y la tensión de alimentación para el sensor y todo el circuito es VS. Teniendo en cuenta las características del amplificador inversor, VS se aplica como un voltaje negativo para asegurar que la salida sea siempre positiva.
<ol>
	<li>Conecta una resistencia de retroalimentación variable (RF) en paralelo con un condensador (CF) (para corte de baja frecuencia y filtrado de ruido) para formar el circuito de realimentación.</li>
	<li>Conecta los dos terminales del circuito de retroalimentación ensamblado arriba a la entrada inversora (−) y a la salida (VO) del amplificador operacional.</li>
	<li>Conecte los dos terminales de la resistencia del sensor de presión (RS) a la entrada inversora (−) del amplificador y a −VS.</li>
	<li>Conecte la entrada no inversora (+) del amplificador operacional a tierra.</li>
	<li>Conecte la salida (VO) del amplificador operacional al terminal de entrada A0 de la placa del microcontrolador.</li>
	<li>Conecte los terminales V, DD y VSS del amplificador a una fuente de alimentación; Aplica 5 V a VDD y conecta VSS a tierra. NOTA: Los ajustes de voltaje para este amplificador siguen el método sugerido en la hoja técnica suministrada con el sensor de fuerza para limitar el voltaje de salida al rango de 0-5 V. La Figura 3 ilustra el circuito equivalente del sensor de fuerza y el circuito amplificador inversor. Cuando se aplica una carga externa estática, la resistencia del sensor (R S) cambia, y una corriente del sensor (iS) fluye según la relación entre la tensión de alimentación VS (la tensión de referencia del sensor) y RS. Esto es equivalente a la corriente de salida (iO) definida por la relación entre la tensión de salida (VO) y la resistencia de realimentación (RF). Aplicando la ley de corrientes de Kirchhoff en el nodo a en la Figura 3 se obtiene la Ecuación (1). 
	<img alt="Ecuación 1" src="/files/ftp_upload/69680/69680eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1">(1) y VO se define por la Ecuación (2) bajo la carga externa de muy baja frecuencia (ω ≅ 0). 
	<img alt="Ecuación 2" src="/files/ftp_upload/69680/69680eq2.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 2">(2)</li>
</ol>
3. Preparación de muestras (PDMS) y carga
<ol>
	<li>Consulta las especificaciones estándar ASTM D575-91 para la muestra de prueba de compresión. NOTA: La Figura 4A muestra dos moldes cilíndricos impresos en 3D, que fueron preparados en estado limpio antes de la fundición PDMS. Un molde está diseñado con una forma cilíndrica idéntica a la muestra estándar (diámetro 28,6 mm ± 0,1 mm, altura 12,5 mm ± 0,5 mm), y el otro es una versión reducida aproximadamente un tercio de ese tamaño para ajustarse al área de detección efectiva del sensor de fuerza (diámetro 9,53 mm).</li>
	<li>Utiliza PDMS como material de prueba y mezcla el polímero base con el agente de curado en una relación de masas de 10:1.</li>
	<li>Tras remover bien, desgasifica la mezcla a temperatura ambiente (25 °C) y 60 kPa (calibre) durante 30 minutos usando un desecador de vacío para eliminar burbujas de aire.</li>
	<li>Inyecta 8 mL de la mezcla en cada uno de los dos moldes impresos en 3D preparados usando una jeringuilla desechable para moldear las muestras.</li>
	<li>Curar todas las muestras a temperatura ambiente durante 24 horas sin ningún tratamiento térmico adicional. NOTA: La Figura 4B muestra las muestras PDMS fabricadas, y se prepararon tres muestras de cada tamaño bajo condiciones idénticas para permitir la comparación entre las muestras estándar y las reducidas. La Figura 4C muestra la muestra PDMS colocada en el sensor de fuerza en el montaje de prueba de compresión. La muestra estaba centrada en la región de detección circular, con su superficie inferior en contacto total con el área activa del sensor de fuerza.</li>
	<li>Alinea la parte móvil perpendicular al sensor y centrada sobre la muestra para aplicar una carga compresiva normal.</li>
</ol>
4. Calibración RF
NOTA: RF es un factor clave para determinar la tensión de salida en el circuito amplificador inversor, por lo que ajustar el valor RF es fundamental para garantizar la precisión y fiabilidad del MS.
<ol>
	<li>Acopla el sensor de fuerza al área de montaje de la muestra del MTS (celda de carga de 100 N) y establece el límite de carga experimental a 4,4 N.</li>
	<li>Utilizando el MTS, realiza pruebas de compresión bajo diversas condiciones de RF y registra los datos fuerza-tiempo del sensor de fuerza al menos tres veces.</li>
	<li>Compara los datos fuerza-tiempo obtenidos del sensor de fuerza con los datos de medición MTS para calcular el error.</li>
	<li>Determina el valor RF que produce el menor error en función de los resultados de calibración. NOTA: El rango máximo de medición del sensor de fuerza es de 4,4 N. Las cargas que exceden este valor causan saturación de salida, por lo que se debe tener cuidado al establecer las condiciones experimentales. Ajustar el valor RF optimiza la ganancia del circuito para que coincida con los datos MTS, y este es un paso clave para garantizar la precisión global de la medición del sistema.</li>
</ol>
5. Validación del desplazamiento vertical
<ol>
	<li>Para la validación del desplazamiento, fije una lámina de microscopio con un reflector de aluminio en la parte superior de la parte móvil de la etapa Z.</li>
	<li>Enciende el sensor de desplazamiento láser.</li>
	<li>Verifica que la señal del sensor láser sea estable. NOTA: Comprueba que el LED de emisión láser del sensor esté verde. Si es naranja, la capa reflectante de aluminio puede no reflejarse correctamente, o el rango de medición (&lt;1 mm) puede haberse superado, por lo que se requieren ajustes.</li>
	<li>Utiliza el controlador del motor para ajustar la velocidad de transmisión de modo que la pieza móvil se mueva a una velocidad objetivo de 1 μm/s. Aplica los ajustes de la siguiente manera:<ol>
		<li>Inicia el software de control motor.</li>
		<li>Pulsa Búsqueda de inicio para realizar el homing (calibración).</li>
		<li>Para ajustar la velocidad del disco, ve a Parámetro/Modo &lt; Parámetro &lt; Velocidad del Disco, introduce cada valor (5, 10 y 100) y luego cierra el cuadro de diálogo.</li>
		<li>Para aplicar cada ajuste de velocidad, selecciona Selección de Velocidad y selecciona cada uno de 5, 10 y 100.</li>
		<li>Para establecer la distancia de viaje deseada, introduce un valor preestablecido de 27.320 puntos y pulsa el botón + (inicio). NOTA: Con un valor preestablecido de 27.320 puntos, ya que 1 punto corresponde a 0,0366 μm, la parte móvil desciende un total de 1000 μm. El software de control motor se utiliza de forma constante para operar el controlador durante las pruebas de compresión.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Mientras la parte móvil se mueve a lo largo del eje z, registra los datos de desplazamiento del actuador lineal integrado a través del software de control del motor y los datos de desplazamiento láser mediante el software de medición láser.<ol>
		<li>Lanza el software de medición de desplazamiento láser.</li>
		<li>Para la configuración de control, selecciona Configuración de arranque &lt; Lee ajustes del controlador y pulsa OK.</li>
		<li>Ajusta el tiempo de muestreo en Ajustes comunes &lt; Muestreo a 100 μs (Ciclo de muestreo: 100), luego guarda los ajustes y envíalos al controlador.</li>
		<li>Para monitorizar el desplazamiento del láser, vaya a Ver Valor de Medición &lt; Adquisición de Valor de Medición Inicial y observe los datos de desplazamiento. NOTA: El tiempo de muestreo se establece en 10 ms (100 μs × 100 ciclos) para adquirir los datos de desplazamiento láser con resolución temporal suficiente y minimizar el ruido de la señal para una medición estable.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Compara los datos de desplazamiento registrados de ambas fuentes para evaluar el error de desplazamiento y confirma que los valores de desplazamiento coinciden en cada ajuste de velocidad de transmisión (5, 10 y 100). Esto garantiza la fiabilidad y repetibilidad de las mediciones de desplazamiento bajo las condiciones de velocidad objetivo.</li>
</ol>
6. Evaluación de propiedades mecánicas de la muestra reducida
<ol>
	<li>Conecta el sensor de fuerza en la parte superior del bloque usando cinta de doble cara, luego utiliza el monitor serial del software de la placa microcontrolador para asegurarte de que la carga inicial marca 0 y realizar la calibración si es necesario.<ol>
		<li>Abre y abre el software de la placa del microcontrolador.</li>
		<li>Para configurar la conexión y el puerto de la placa, ve a Seleccionar Otra placa y puerto &lt; PLACAS &lt; Tablero de búsqueda, selecciona Arduino Uno y pulsa OK.</li>
		<li>Introduce el código de control de la placa del microcontrolador y haz clic en Verificar, luego en Subir.</li>
		<li>Para comprobar las lecturas de carga, ve a Herramientas &lt; Monitor Serial. NOTA: El código de control de la placa microcontrolador se proporciona en el Archivo Suplementario 1.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Coloca la muestra de forma estable en el centro del área de detección efectiva del sensor de fuerza. NOTA: Si la muestra se posiciona fuera del centro respecto al área activa del sensor, la carga se aplicará de forma asimétrica, lo que provocará grandes errores de medición.</li>
	<li>Utiliza el controlador de motor para realizar el homing (ajuste cero) y ajusta la velocidad de conducción al valor previamente validado.</li>
	<li>Empuja la parte móvil de la etapa z axialmente (hacia abajo) para entrar en contacto y así aplicar una carga sobre la muestra.</li>
	<li>Mide la fuerza transmitida a la muestra en tiempo real por el sensor de fuerza montado debajo.</li>
	<li>Transmite los datos de desplazamiento de fuerza al portátil a través del circuito amplificador inversor conectado a la placa del microcontrolador, y registra simultáneamente la fuerza y el desplazamiento usando software de comunicación en serie.<ol>
		<li>Lanza el software de comunicación en serie.</li>
		<li>Conéctate al software de la placa microcontrolador para grabar los datos de fuerza: ve a Opciones de &lt; Conexión &lt; Opciones de puerto serie &lt; puerto, selecciona el puerto adecuado y pulsa OK.</li>
		<li>Conéctate al software de control del motor para registrar los datos de desplazamiento: ve a Opciones de Conexión &lt; &lt; Opciones de puerto serie &lt; puerto, selecciona el puerto adecuado y pulsa OK.</li>
		<li>Para comenzar la transmisión de datos en tiempo real, vaya a Conectar &lt; Conexión &lt; Captura de archivos &lt; Inicio.</li>
		<li>Para parar y guardar los datos, ve a Conexión &lt; Captura de archivos &lt; Detener y guardar.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Convierta los datos de desplazamiento en deformación dividiendo el cambio en la longitud (ΔL) por la longitud inicial de la muestra (L₀), es decir, deformación = ΔL/L₀.</li>
	<li>Simultáneamente, se convierten los datos de fuerza registrados en esfuerzo dividiendo la fuerza (F) por el área de la sección transversal (A) de la muestra, es decir, tensión = F/A.</li>
	<li>La Figura 7 muestra las curvas tensión-deformación de las muestras de PDMS reducidas. Utilizando software de análisis de grafos, calcula la pendiente en la región inicial de pequeña deformación para determinar el módulo de compresión. NOTA: Para garantizar la consistencia y fiabilidad de los datos, realizar todas las pruebas de compresión al menos tres veces bajo condiciones idénticas. En este estudio, el módulo de compresión del PDMS obtenido tras tres mediciones repetidas fue de 1,39 MPa ± 3,7%.</li>
</ol>

<ol><li>Iannacci, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+MEMS%3A+A+perspective+on+failure+mechanisms%2C+improvement+solutions+and+best+practices+at+development+level%5BTitle%5D)+AND+%22Displays%22%5BJournal%5D)">Reliability of MEMS: A perspective on failure mechanisms, improvement solutions and best practices at development level.</a> Displays. 37, 62-71 (2015).</li>
<li>Yamazu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+property+measurement+of+micro%2Fnanoscale+materials+for+MEMS%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22IEEJ+Trans+Electr+Electron+Eng%22%5BJournal%5D)">Mechanical property measurement of micro/nanoscale materials for MEMS: A review.</a> IEEJ Trans Electr Electron Eng. 18, 308-324 (2022).</li>
<li>Lodh, A., Keller, C., Castelluccio, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+mechanical+testing+of+mesoscale+specimens%5BTitle%5D)+AND+%22JOM%22%5BJournal%5D)">Fabrication and mechanical testing of mesoscale specimens.</a> JOM. 75, 2473-2479 (2023).</li>
<li>Haque, M. A., Saif, M. T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+MEMS-based+microscale+and+nanoscale+tensile+and+bending+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Mech%22%5BJournal%5D)">A review of MEMS-based microscale and nanoscale tensile and bending testing.</a> Exp Mech. 43, 248-255 (2003).</li>
<li>Pantano, M. F., Espinosa, H. D., Pagnotta, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+characterization+of+materials+at+small+length+scales%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Mechanical characterization of materials at small length scales.</a> J Mech Sci Technol. 26, 545-561 (2012).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+and+high-throughput+production+of+an+injectable+PRP%2Fcell-laden+microcarrier%2Fhydrogel+composite+system+for+hair+follicle+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Scalable and high-throughput production of an injectable PRP/cell-laden microcarrier/hydrogel composite system for hair follicle tissue engineering.</a> J Nanobiotechnol. 20 (1), 465(2022).</li>
<li>Rzepiejewska-Małyska, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+mechanical+observations+during+nanoindentation+inside+a+high-resolution+scanning+electron+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Res%22%5BJournal%5D)">In situ mechanical observations during nanoindentation inside a high-resolution scanning electron microscope.</a> J Mater Res. 23 (7), 1973-1979 (2008).</li>
<li>Cruz, D. J., Duarte, P., Alves, L. M., Martins, P. A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+miniaturized+device+coupled+with+digital+image+correlation+for+mechanical+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">A miniaturized device coupled with digital image correlation for mechanical testing.</a> Micromachines. 13 (11), 2027(2027).</li>
<li>Lamba, M., Chaudhary, H., Singh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analytical+study+of+MEMS%2FNEMS+force+sensor+for+microbotics+applications%5BTitle%5D)+AND+%22IOP+Conf+Ser+Mater+Sci+Eng%22%5BJournal%5D)">Analytical study of MEMS/NEMS force sensor for microbotics applications.</a> IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 594, 012021(2019).</li>
<li>Cruz, D. J., Duarte, P., Alves, L. M., Martins, P. A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+miniaturized+device+coupled+with+digital+image+correlation+for+mechanical+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">A miniaturized device coupled with digital image correlation for mechanical testing.</a> Micromachines. 13 (11), 2027(2022).</li>
<li>Liu, M., Sun, J., Sun, Y., Bock, C., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thickness-dependent+mechanical+properties+of+polydimethylsiloxane+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Micromech+Microeng%22%5BJournal%5D)">Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes.</a> J Micromech Microeng. 19 (3), 035028(2009).</li>
<li>Liu, M., Sun, J., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influences+of+heating+temperature+on+mechanical+properties+of+polydimethylsiloxane%5BTitle%5D)+AND+%22Sens+Actuators+A+Phys%22%5BJournal%5D)">Influences of heating temperature on mechanical properties of polydimethylsiloxane.</a> Sens Actuators A Phys. 151, 42-45 (2009).</li>
<li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ASTM+D575-91%2C+Standard+Test+Methods+for+Rubber+Properties+in+Compression%22">ASTM D575-91, Standard Test Methods for Rubber Properties in Compression</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2018).</li>
<li>Zhang, S., Ge, C., Liu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+characterization+of+the+stress-strain+behavior+of+the+polydimethylsiloxane+%28PDMS%29+substrate+of+wearable+strain+sensors+under+uniaxial+loading+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Sens+Actuators+A+Phys%22%5BJournal%5D)">Mechanical characterization of the stress-strain behavior of the polydimethylsiloxane (PDMS) substrate of wearable strain sensors under uniaxial loading conditions.</a> Sens Actuators A Phys. 341, 113580(2022).</li>
<li>Pakawan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compressive+behaviors+of+micropillar+sheets+made+of+PDMS+material+using+the+finite+element+method%5BTitle%5D)+AND+%22Eng+J%22%5BJournal%5D)">Compressive behaviors of micropillar sheets made of PDMS material using the finite element method.</a> Eng J. 24, 73-84 (2020).</li>
<li>Johnston, I. D., McCluskey, D. K., Tan, C. K. L., Tracey, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+characterization+of+bulk+Sylgard+184+for+microfluidics+and+microengineering%5BTitle%5D)+AND+%22J+Micromech+Microeng%22%5BJournal%5D)">Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering.</a> J Micromech Microeng. 24, 035017(2014).</li>
<li>Ruybalid, A., van der Sluis, O., Geers, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in-situ%2C+micro-mechanical+setup+with+accurate%2C+tri-axial%2C+piezoelectric+force+sensing+and+positioning%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Mech%22%5BJournal%5D)">An in-situ, micro-mechanical setup with accurate, tri-axial, piezoelectric force sensing and positioning.</a> Exp Mech. 60, 713-725 (2020).</li>
<li>Mehdizadeh, E., Guo, X., Pourkamali, S., Hajjam, A., Rahafrooz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-precision+force+and+displacement+measurements+using+MEMS+resonant+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+IEEE+Sens%22%5BJournal%5D)">Nano-precision force and displacement measurements using MEMS resonant structures.</a> Proc IEEE Sens. 1, 1-4 (2013).</li>
<li>Liu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-strain+folding+of+semi-rigid+elastomer+derives+high-performance+3D-printable+soft+origami+actuators%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Eng+J%22%5BJournal%5D)">Small-strain folding of semi-rigid elastomer derives high-performance 3D-printable soft origami actuators.</a> Chem Eng J. 489, 151462(2024).</li>
<li>Singh, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioinspired+soft+machines%3A+Engineering+nature%27s+grace+into+future+innovations%5BTitle%5D)+AND+%22J+Funct+Biomater%22%5BJournal%5D)">Bioinspired soft machines: Engineering nature's grace into future innovations.</a> J Funct Biomater. 16, 158(2025).</li>
<li>Nandy, K., Collinson, D. W., Scheftic, C. M., Brinson, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-source+micro-tensile+testers+via+additive+manufacturing+for+the+mechanical+characterization+of+thin+films+and+papers%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Open-source micro-tensile testers via additive manufacturing for the mechanical characterization of thin films and papers.</a> PLoS One. 13 (5), e0197999(2018).</li>
<li>Gianola, D. S., Hintsala, E. D., Uchic, M. D., Wheeler, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+and+opportunities+in+high-throughput+small-scale+mechanical+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Solid+State+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Advances and opportunities in high-throughput small-scale mechanical testing.</a> Curr Opin Solid State Mater Sci. 27, 101090(2023).</li>
<li>Hartansky, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+MEMS+force+sensor+via+the+electromagnetic+principle%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Towards a MEMS force sensor via the electromagnetic principle.</a> Sensors. 23 (3), 1241(2023).</li>
<li>Navindaran, K., Kang, J. S., Moon, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+for+characterizing+mechanical+properties+of+soft+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Techniques for characterizing mechanical properties of soft tissues.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 138, 105575(2023).</li>
<li>Chavan, R., Kamble, N., Kuthe, C., Sarnobat, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+mechanical+behavior+and+characterization+of+soft+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Eng+Comput+Biol%22%5BJournal%5D)">On mechanical behavior and characterization of soft tissues.</a> Biomed Eng Comput Biol. 15, 11795972241294115(2024).</li>
<li>Babapour, F., Faraji Rad, Z., Ganji, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanics+of+dissolving+microneedles+insertion+into+the+skin%3A+Finite+element+and+experimental+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">Mechanics of dissolving microneedles insertion into the skin: Finite element and experimental analyses.</a> J Appl Polym Sci. 141, e55973(2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Impresora 3D</td><td>Stratasys</td><td>Objet30 Prime</td><td>Fabricación de dos tipos de moldes PDMS</td></tr><tr><td>Aluminio</td><td>Mercancía Favorecida de Ningbo</td><td>Recubrimiento de papel de silicona aceitoso (lámina antiadherente 01)</td><td>Formación de reflectores láser para la medición de desplazamientos verticales</td></tr><tr><td>Tabla de pruebas</td><td>E-CALL</td><td>EIC-108J</td><td>Para la configuración experimental de circuitos</td></tr><tr><td>Capacitor (CF)</td><td>Knowles / Cornell Dubilier (CDE)</td><td>CD15ED470GO3F</td><td>Filtrado de ruido y estabilización del circuito de amplificación</td></tr><tr><td>Microscopio digital</td><td>Hirox</td><td>KH-7700</td><td>Observación de la forma del espécimen y verificación dimensional</td></tr><tr><td>Sensor de fuerza</td><td>Tekscan</td><td>FlexiForce A301-1</td><td>La medición de carga, la resolución y la linealidad son importantes</td></tr><tr><td>Software de análisis de grafos</td><td>OriginLab</td><td>OriginPro 2024</td><td>Análisis de grafos</td></tr><tr><td>Portátil</td><td>Cualquiera</td><td>Cualquiera</td><td>Elemento central para el control por software</td></tr><tr><td>Software de medición de desplazamiento láser</td><td>Keyence Corporation</td><td>LK-Navigator 1.52</td><td>Software de medición de desplazamiento vertical</td></tr><tr><td>Medidor de desplazamiento láser</td><td>Keyence Corporation</td><td>LK-G10</td><td>Equipos de medición de desplazamiento vertical</td></tr><tr><td>Placa microcontrolador</td><td>Arduino</td><td>A000067</td><td>Unidad de control principal para toda la señal del sistema, incluyendo placas basadas en Arduino/STM</td></tr><tr><td>Software de placa microcontrolador</td><td>Arduino</td><td>Arduino IDE 2.3.3</td><td>Software de control de señales de todo el sistema</td></tr><tr><td>Portaobjetos de microscopio</td><td>LK LAB COREA</td><td>M08-660-147</td><td>Reflector láser para medición de desplazamientos verticales</td></tr><tr><td>Software de control motor</td><td>NOVA Electronics</td><td>MR220A 1.0.3</td><td>Software de control de actuadores lineales</td></tr><tr><td>Controlador de motores</td><td>Ciudad de la Ciencia</td><td>STM-1-USB</td><td>Control de accionamiento lineal de la etapa Z</td></tr><tr><td>MTS</td><td>Lloyd Instruments</td><td>01/2962</td><td>Probador comercial de tracción/compresión, equipo de referencia para resultados de medición</td></tr><tr><td>Amplificador operacional</td><td>Tecnología de microchips</td><td>OPA404KP</td><td>Amplificación de la señal del sensor de fuerza, componente clave del circuito</td></tr><tr><td>PDMS</td><td>Dow Corning</td><td>4019862</td><td>Material para la fabricación de muestras</td></tr><tr><td>Software de comunicación serial</td><td>Roger Meier</td><td>CoolTerm 2.3.0</td><td>Comunicación serial de fuerza y guion; Datos de desplazamiento</td></tr><tr><td>Desecador al vacío y nbsp;</td><td>iNexus</td><td>IN-VS</td><td>Utilizado para la eliminación de burbujas durante la fabricación de PDMS</td></tr><tr><td>Resistencia de realimentación variable (RF)</td><td>BI Technologies / Electrónica TT</td><td>P160KN-0QD15B10K</td><td>Ajuste de ganancia del amplificador operacional, clave para la calibración del sensor</td></tr><tr><td>Etapa Z</td><td>Ciudad de la Ciencia</td><td>SMX-8060-X</td><td>Unidad de transmisión para aplicación de desplazamiento y pruebas de compresión, núcleo para control vertical preciso</td></tr></tbody></table>

medición de la respuesta tensión-deformación compresiva en deformaciones pequeñas

Measurement of Compressive Stress-Strain Response at Small-Strains

Este estudio implementó con éxito un dispositivo de prueba de compresión basado en sensores de fuerza, adecuado para su uso en laboratorios a pequeña escala, que proporciona alta precisión y reproducibilidad en las mediciones. Este dispositivo se desarrolló para superar el alto coste y el gran tamaño del equipo comercial convencional, así como las ineficiencias en la medición de deformaciones de pequeña deformación.
La Figura 5 muestra los resultados de optimizaci...

Medición de la respuesta tensión-deformación compresiva en deformaciones pequeñas

This study developed a measurement method capable of precisely evaluating the mechanical behavior of materials and microdevices in the small-strain ...

measurement-of-compressive-stress-strain-response-at-small-strains

Research

Investigación

JoVE Journal

Engineering

Ingeniería

Describimos el uso de la correlación de imágenes digitales para caracterizar el campo de deformación superficial local en muestras de tejido vascular sometidas a ensayos de tracción uniaxial. Estas mediciones facilitan la cuantificación precisa de la respuesta mecánica de la muestra y la generación de relaciones constitutivas tensión-deformación.

El uso de Correlación Digital de Imágenes para caracterizar cepas locales en muestras de tejido vascular

Se presenta aquí una técnica de moiré de muestreo con métodos de muestreo de 2 píxeles y multipíxeles para medidas de distribución de deformación de alta precisión a escala micro / nano.

Medición de la distribución de las microescenas a escala nanométrica a partir del muestreo

Comportamiento del crecimiento de grieta microestructuralmente pequeña fatiga se investiga utilizando un enfoque metodológico novedoso combinando análisis de medición y campo de tensión la velocidad crecimiento crack para revelar el campo de deformación acumulativa a nivel sub-grano.

Medidas de tensión de campo completo para la fatiga microestructuralmente pequeño Crack propagación utilizando el método de correlación Digital de imágenes

Este trabajo presenta un sensor de medición de tensión que consiste en un mecanismo de amplificación y un microscopio de polidimetilsiloxano fabricado con una impresora 3D mejorada.

Producción de un dispositivo de medición de tensión con una impresora 3D mejorada

Este documento describe un algoritmo de correlación de imágenes digitales de código abierto para medir las tensiones locales de tejido 2D dentro de los explantes de tendones. La precisión de la técnica ha sido validada utilizando múltiples técnicas, y está disponible para uso público.

Medición de tensiones tisulares locales en tendones a través de la correlación de imágenes digitales de código abierto

Este papel demuestra el procedimiento experimental para medir velocidades terminales que se asentan de partículas esféricas en fluidos viscoelásticos de adelgazamiento surfactante-basados. Se preparan fluidos en una amplia gama de propiedades reológicas y se miden velocidades de sedimentación para un rango de tamaños de partícula en fluidos ilimitados y fluidos entre paredes paralelas.

Medición Experimental De La Velocidad De Sedimentación De Partículas Esféricas En Fluidos Viscoelásticos De Adelgazamiento No Confinados Y Confinados A Base De Surfactante

Se presentan métodos experimentales para la investigación de procesos de enfriamiento en estado sólido y la caracterización de las propiedades del material elastocalórico de las aleaciones con memoria de forma (SMA). Se ha diseñado un banco de pruebas hecho a medida para el control y la supervisión exhaustiva de los procesos de enfriamiento elastocalórico. Además, proporciona una plataforma de validación para enfoques de modelado acoplados termomecánicamente.

Métodos experimentales para procesos de enfriamiento Elastocaloric Investigación de memoria de forma basada y validación del modelo

Se presenta un protocolo para lanzar y atrapar de manera estable micropartículas dieléctricas seleccionadas en el aire.

Cargando óptica Trampa de micropartículas en dieléctrica del aire

Se presenta un protocolo para la medición de las tasas de desgasificación del hidrógeno de cámaras de vacío de acero ordinarias utilizando el método de aumento de la tasa de presión.

Medición de la desgasificación tarifas de Aceros

Los protocolos de muestreo optimizados y el desarrollo de nuevos materiales de toallita pueden facilitarse mediante mediciones estandarizadas de la eficiencia de la recolección a partir del muestreo de toallitas. Nuestro enfoque para el muestreo de trazas de explosivos utiliza un dispositivo automatizado para controlar la velocidad, la fuerza y la distancia durante el muestreo de limpieza seguido de la extracción de los explosivos recolectados.

Método normalizado para medir la eficiencia de colección Wipe-muestreo de trazas de explosivos

Aprenda a medir propiedades mecánicas en la región de pequeñas deformaciones usando un dispositivo de compresión de bajo costo. Este método validado permite caracterizar microestructuras y materiales poliméricos con alta precisión.

Medición de la respuesta tensión-deformación compresiva en deformaciones pequeñas

Explorar más videos