Name: Aplicação de aspectos do Design no desenvolvimento de máquina de carregamento Uniaxial (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 23 s
Description: Aprenda a montar uma máquina de carregamento uniaxial para biomecânica, garantindo alinhamento preciso e montagem reprodutível. Este protocolo orienta pesquisadores no desenvolvimento de plataformas de teste confiáveis.

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Este trabalho foi apoiado pelo NIDCR de saúde institutos nacionais [DE022664].

Nota: O dispositivo acabado é mostrado na Figura 2. O dispositivo permite testes uniaxial puro de espécimes na posição horizontal.
1. componentes
<ol><li>Prepare dois atuadores programáveis com uma viagem de 30 mm (1,2 pol) por atuador capaz de 60 mm (2,3 pol) de abrangência quando programado para puxar/empurrar juntos. Para acomodar uma variedade de usos potenciais, selecionados atuadores tendo uma razoável força capacidade [67 N (15 lb)], impulso [58 N (13 lb)], resolução de velocidade de pico [µm/s 0.9302 (0.00004 no / s)] e uma precisão unidirecional [25 µm (0,001 pol)].</li>
	<li>Cascata os atuadores para sincronizá-los para um aplicativo igual de extensão/retração.</li>
	<li>Preparar um controlador V 24 para fornecer o movimento de condução para o atuador; Estes sistemas permitem um movimento linear preciso pela rotação de um parafuso, o leadscrew.</li>
	<li>Prepare duas células de carga com capacidade máxima de força de 44,5 N (10 lb). Selecione um perfil baixo ou carga de cilindro-estilo que é ideal para espaços confinados.</li>
	<li>Prepare o sistema de bloco ferroviário/transporte. Preparar um trilho e duas carruagens; um para segurar cada atuador. Porque aço oxidará, selecionar material de aço inoxidável, se o dispositivo será utilizado para materiais que necessitam de hidratação; para todos os outros efeitos, o aço é aceitável. Nota: Uma vista explodida da plataforma de carregamento com o bloco ferroviário/transporte mostrado em roxo é fornecida na Figura 3.</li>
</ol>2. construção do quadro
Nota: Para fins de exposição, a plataforma é Color-coded em gráficos.
<ol><li>Prepare material de estoque de alumínio. Selecione o alumínio por sua relação custo-eficácia e facilidade de usinagem. Preparar a placa de ambos e ' estoque de ângulo em forma de L'.</li>
	<li>Prepare o estoque de material para dispositivos elétricos da máquina. Selecione o plexiglass; é forte, ao mesmo tempo leve.</li>
</ol>3. metal Base e o lado de montagem de placa (Frame)
<ol><li>Cortar a placa de base do estoque de alumínio, certificando-se que é cerca de 64 x 15 x 1,3 cm (25 x 6 x 0,5 polegadas). Limpar as bordas no moinho e cortar a placa de base para suas dimensões finais.</li>
	<li>Máquina a placa plana no moinho, de acordo com as especificações fornecidas nos arquivos suplementares.</li>
	<li>Enfrentá-lo, garantindo que o avião é de nível.</li>
	<li>Uma trilha na placa de base para alinhar as placas laterais, com uma tolerância de 0,0126 mm (0,0005 polegadas) da máquina.</li>
	<li>As placas laterais de acordo com especificações fornecidas nos arquivos suplementares da máquina.</li>
	<li>Perfurar e explorar as placas laterais na sua face inferior.</li>
	<li>Monte as placas de lado verticais na pista.</li>
	<li>Fixe as placas laterais na base de baixo (Figura 4).</li>
</ol>4. anexar o trilho/transporte da Assembleia para o quadro
<ol><li>Trilhas de máquina na face frontal de cada placa lateral para permitir a montagem do conjunto do trilho/transporte de acordo com as especificações fornecidas nos links desenho (Figura 5).</li>
	<li>Fixe o trilho para a pista com o afastamento de buracos no trilho através de perfuraram e bateu furos (para acomodar os parafusos #10-32) em cada placa lateral.</li>
</ol>5. acessório de montagem traseira os accionadores
<ol><li>Máquina de montagem traseira anexos do ' estoque em forma de L' ângulo de acordo com as especificações fornecidas nos arquivos suplementares.</li>
	<li>Um bar para anexar a parte inferior do monte para servir como um rasgo de chaveta e montá-lo na faixa usinada na face a placa de acordo com as especificações fornecidas nos arquivos suplementares da máquina. Aparafuse a barra na parte inferior do monte.</li>
	<li>Fazer um furo na base do Monte traseira para o apuramento do atuador.</li>
	<li>Anexe a montagem traseira ao corpo do atuador através o teste padrão de furo no atuador comercial. Nota: Um motivo para fazer uma montagem traseira é eliminar a necessidade de anexar repetidamente o atuador diretamente ao frame usando os pequeno #2 parafusos métricos que vêm estoque sobre os atuadores. A montagem elimina a preocupação de descascar os fios internos do atuador com uso repetido.</li>
	<li>Ranhura na base do monte para anexar o suporte traseiro do atuador para os quadro através de dois parafusos.</li>
	<li>Perfurar e explorar uma série de buracos (para acomodar os parafusos #10-32) flanqueando a faixa na face frontal das placas de lado para permitir um acessório de montagem ajustável se é desejável para acomodar amostras de tamanhos variados.</li>
</ol>6. front Mount fixação dos atuadores através de conectores
Nota: A montagem frontal é uma ' peça em forma de L' que atribui a frente do atuador para o transporte. O atuador não contacta fisicamente a montagem; que atribui através de uma série de conectores que se estendem da ponta do atuador.
<ol><li>Máquina de montagem frontal anexos do ' estoque em forma de L' ângulo de acordo com as especificações fornecidas nos arquivos suplementares.</li>
	<li>Faça um furo na base do Monte da frente para acomodar o conector cônico.</li>
	<li>Uma faixa no lado do monte para acomodar uma placa dianteiro da máquina.</li>
	<li>A placa com uma faixa para acomodar os dispositivos elétricos da máquina.</li>
	<li>Um alumínio, conector cilíndrico de acordo com as especificações fornecidas nos links desenho da máquina. Este adaptador se conecta a célula de carga para o atuador.</li>
	<li>Perfurar e toque o conector para um parafuso métrico #2 na extremidade do atuador e um parafuso métrico #6 na extremidade de célula de carga para suportar a montagem axial e o alinhamento da célula de carga e atuador.</li>
	<li>Repita este processo para dois conectores idênticos, um para cada célula de carga da máquina.</li>
	<li>Máquina de alumínio, afilado, conector cilíndrico de acordo com especificações fornecidas no desenho links. Este adaptador se conecta a célula de carga para a instalação e o transporte.</li>
	<li>Perfurar e toque o conector para a conexão de célula de carga rosca em uma extremidade.</li>
	<li>Passe o cilindro no orifício de montagem da frente do atuador e usar um conjunto de parafusos para fixar a extremidade do cilindro.</li>
	<li>Duplica o sistema para os atuadores de direito e esquerdos. Nota: como mostrado na Figura 6, uma vez montada, a base do atuador rigidamente consta a placa. A frente do atuador é anexada ao transporte e, como o atuador é estendido e retraído, o transporte é empurrado e puxado. Isto fornece o quadro para o acessório de fixação e amostra de carregamento.</li>
</ol>7. dispositivos elétricos
<ol><li>Os dispositivos elétricos de acordo com as especificações fornecidas nos arquivos suplementares (Figura 7) da máquina.</li>
	<li>Uma slot vertical central no suporte de fixação para acomodar a altura da máquina.</li>
	<li>Anexe montagens frente à placa retangular com três furos perfurados e roscados (para acomodar os parafusos #10-32) o atuador alinhadas verticalmente no centro da placa.</li>
	<li>Levantar ou abaixar o titular, se necessário, por exemplo, se um banho de solução salina para testes hidratado está sendo usado e fixar com parafusos.</li>
</ol>8. procedimento de operação:
<ol><li>Baixe o software do atuador para controlar remotamente o dispositivo de16.</li>
	<li>Criar uma ligação entre o computador e o controlador de 24 V com um cabo de extensão de PS/2 do mini-DIN de 6 pinos macho-fêmea; cada controlador de atuador tem dois links de cabo de conector mini-DIN de 6 pinos.</li>
	<li>Usar um conversor de mini-din USB-para-6-pinos para conectar os atuadores para um computador padrão; o conversor contém uma extremidade do conector fêmea mini-DIN de 6 pinos e uma porta de conexão USB.</li>
	<li>Cascata os atuadores para que um cabo único computador é suficiente para a operação, ou alternativamente, usar um adaptador HDMI no lugar do adaptador USB.</li>
	<li>Conecte os atuadores para fonte de alimentação de 24 V.</li>
	<li>Uma vez conectado e alimentado, selecione os dispositivos e personalizar o desempenho do atuador.</li>
	<li>Como alternativa, controle os atuadores manualmente através do mostrador em cada atuador, que é útil para a afinação. Nota: Este software é aplicável para qualquer sistema operacional padrão. Com este software, os atuadores podem ser mudou-se em velocidades diferentes para qualquer distância definida, sincronizados a uma distância definida ou sincronizados um com o outro para mover-se em uníssono.</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>

Os autores não têm nada para divulgar.

O objetivo deste trabalho foi projetar e fabricar um carregador uniaxial econômico e confiável para seu uso com amostras em pequena escala, tais como tecidos e fibras. Um dispositivo foi construído que atendidos os requisitos estabelecidos, apesar de também ser flexível o suficiente no projeto para permitir novos anexos para ser fabricado como o usuário precisa crescer. Por exemplo, o dispositivo permitirá para o teste de espécimes de secos e molhados em uma configuração uniaxial ou fixo-final.
<p class="jove_content...

Teste mecânico tem uma história interessante que pode ser rastreada até Equipamento desenvolvido por Stanley Rockwell no início do século XX de ensaio de dureza. Enquanto a tecnologia tem crescido na medida em que práticas padrão, documentadas tudo guia de verificação do desempenho da máquina para as orientações para a realização de testes específicos1,2,3, 4. hoje, os ensaios mecânicos são conduzidos em tudo, desde materiais como concreto, aço e madeira, alimentos e têxtil produtos5,6,7,8,9 . Dado que os campos da engenharia biomédica e, mais especificamente, biomecânica utilizam testes mecânicos, máquinas de carregamento são comuns em laboratórios de biomecânica.
Carregamento de máquinas executadas o intervalo de escala em biomecânica. Por exemplo, máquinas de carregamento maiores podem ser usadas para realizar estudos de impacto de corpo inteiro ou determinar propriedades mecânicas femorais humanas, enquanto a menor carga de máquinas podem ser usadas para testar murino ossos ou estimular células10,11, 12,13,14. Dois tipos de máquinas de carregamento são encontrados no laboratório de testes; aqueles que são adquiridos comercialmente e aqueles que são criados pelo usuário. Máquinas de carregamento desenvolvidas em casa muitas vezes são favorecidas por suas opções de personalização e customização15.
Em testes, um espécime é garantido na máquina para que um deslocamento pode ser aplicado, gerando uma força mensurável. Se a carga for usada como o feedback de condução, o teste é controlado por carga; Se o deslocamento for usado como o feedback de condução, o teste é controlado por deslocamento. Máquinas de carregamento, em geral, são construídas sobre um quadro que se conecta a um motor a um suporte fixo. Como tal, testes geralmente envolve uma extremidade da amostra sendo movida enquanto do outro lado permanece fixo.
Mostrado na Figura 1 é um esboço de uma máquina de carregamento simples demonstrando seus componentes básicos. Fundamental para todas as máquinas de carregamento é uma base ou quadro. Considerando que a grande maioria das marcas comerciais utiliza uma base fixa, o desenho retrata uma plataforma que permite planar movimento (XY). O motor, neste caso, é a parte superior do braço que contém uma célula de carga e é impulsionado por um motor de passo. Anexado ao quadro são os dispositivos elétricos que detém o espécime e ditam o tipo de teste que é executado. Na figura são dispositivos elétricos de curva de três pontos. A fixação superior (o único contato) é montada com o braço em movimento; a fixação do fundo (o contato duplo) é montada na base estacionária. Durante os testes, o motor conduz a fixação superior para baixo, para onde o contact center contrata o espécime. Como o contato se envolve o espécime, célula de carga registra o aumento na resistência ou a força colocada sobre o espécime.
Há ocasiões onde as máquinas são projetadas e construídas internamente para realizar um movimento não atingível com as máquinas existentes no laboratório. Aqui descrevemos detalhadamente um tal dispositivo. É uma plataforma de carregamento que permite puro espécime uniaxial carregando ou igual e oposta de movimento em ambas as extremidades. O dispositivo inclui células de carga comercial e atuadores (motores); um frame é usinado para segurar as peças comerciais e dispositivos elétricos de carregamento para a amostra de teste. Compreender os princípios básicos da construção de máquina testes pode auxiliar na concepção da própria máquina. Temos desde os arquivos de desenho que criamos como ponto de partida para ajudar os investigadores com seu próprio desenvolvimento de máquina. O vídeo irá focar a montagem do dispositivo e a aplicação dos princípios de projeto mecânico para garantir o alinhamento e teste de confiança.

<table><tbody><tr><td>Fonte de alimentação, 24 V DC 2.5 A out, 100-240 V AC in, plug para América do Norte&nbsp;</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>PS05-24V25</td><td></td></tr><tr><td>6 pinos mini din-macho para fêmea PS / 2 cabo de extensão Zaber</td><td>Technologies inc</td><td>T-DC06</td><td></td></tr><tr><td>Controlador de motor de passo, 2 fases</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>A-MCA</td><td></td></tr><tr><td>Atuador linear, tamanho NEMA 11, curso de 30 mm, 58 N máximo de empuxo contínuo</td><td>Zaber Technologies inc</td><td>NA11B30</td><td></td></tr><tr><td>Resistente à corrosão e Livre de manutenção Carrinhos de Esferas e Trilhos Guia</td><td>McMaster-Carr</td><td>9184T31</td><td></td></tr><tr><td>6061-t6 Estoque de Alumínio</td><td>McMaster-Carr</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Plexiglas Estoque</td><td>McMaster-Carr</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Célula de carga do canister, 4.5N</td><td>Honeywell Sensotec</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>USB para mini-din de 6 pinos</td><td>Universal&nbsp;</td><td>NA</td><td></td></tr></tbody></table>

aplicação de aspectos do design no desenvolvimento de máquina de carregamento uniaxial

Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development

Em termos exatos e precisos testes mecânicos, máquinas executar o continuum. Considerando que as plataformas comerciais oferecem excelente precisão, podem ser financeiramente inviável, muitas vezes um preço na faixa de preço de US $100.000 - $200.000. No outro extremo são dispositivos autônomos manuais que muitas vezes falta de repetibilidade e precisão (por exemplo, um dispositivo manual de manivela). No entanto, se uma única utilização é indicada, é excesso engenharia para projeto e máquina algo excessivamente elaborado. Todavia, há ocasiões onde as máquinas são projetadas e construídas internamente para realizar um movimento não atingível com as máquinas existentes no laboratório. Descrito em detalhes aqui, é um tal dispositivo. É uma plataforma de carregamento que permite o carregamento uniaxial puro. Máquinas de carregamento padrão normalmente são biaxial carregamento linear ao longo do eixo e o carregamento giratório ocorre sobre o eixo. Durante o teste com estas máquinas, uma carga é aplicada a uma extremidade da amostra, enquanto a outra extremidade permanece fixa. Estes sistemas não são capazes de conduzir testes axial pura em que tensão/compressão é aplicada igualmente para as extremidades do espécime. A plataforma desenvolvida neste artigo permite que o igual e oposta a carregar de espécimes. Enquanto ele pode ser usado para compressão, aqui o foco é sobre a sua utilização em pura elasticidade a carregar. O dispositivo inclui células de carga comercial e atuadores (motores) e, como é o caso com máquinas construídas internamente, um frame é usinado para segurar as peças comerciais e dispositivos elétricos para testes.

A fim de verificar a utilização do sistema, testes de velocidade e desempenho do atuador foram realizados17. Estes testes consistiam em medir a velocidade do atuador e a distância em comparação com os valores de entrada. Para verificar a precisão de distância de viagem de amostra, distâncias de viagens arbitrário ao longo do eixo entre 2540-254 µm (0,01 - 0,10 pol) foram selecionadas. O dispositivo foi executado para estas distâncias e em comparação com a distância...

Aqui nós apresentamos um protocolo para desenvolver uma máquina de carregamento uniaxial puro. Aspectos de concepção crítica são empregados para garantir resultados de testes precisos e reprodutíveis.

Aplicação de aspectos do Design no desenvolvimento de máquina de carregamento Uniaxial

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

As informações deste vídeo visam explicar alguns dos aspectos mais importantes do desenvolvimento de plataformas mecânicas de carregamento. As informações são destinadas a pesquisadores que possam estar interessados em desenvolver suas próprias plataformas, mas não estão familiarizados com alguns dos princípios básicos envolvidos. Este vídeo destina-se a demonstrar as duas principais características envolvidas no desenvolvimento de uma plataforma de teste confiável, especificamente, montagem e desmontagem reprodutíveis e alinhamento preciso.Demonstrando a montagem da plataforma será o Sr. Robby Thoerner. Robby Thoerner recebeu recentemente sua graduação na Universidade de Akron, do nosso departamento de engenharia biomédica na área de biomecânica. O objetivo é montar o dispositivo de teste.Aqui está um exemplo de um dispositivo montado que tem dois atuadores, células de carga e um quadro para apoiá-los. Reúna as peças para construir o dispositivo. Use dois atuadores programáveis, cada um com 30 milímetros de viagem, 60 milímetros quando trabalharem juntos.Daisy acorrenta os atuadores para sincronizá-los para igual extensão e retração. Em seguida, prepare duas células de carga adequadas para espaços confinados. Para apoiar os atuadores, prepare um vagão para cada um deles, juntamente com um trilho.Crie a base a partir do estoque de alumínio. Corte uma peça no tamanho apropriado e use um moinho para máquina da placa de acordo com as especificações. Máquina duas placas laterais de acordo com as especificações.Os dois devem se espelhar, e cada um deve ter um slot e furos perfurados para acomodar o trilho. Fure e toque nas faces inferiores das placas laterais. Monte as placas laterais na pista na base.Certifique-se de que os pontos de montagem para o trilho estão próximos um do outro. Aperte as placas laterais na placa base por baixo. Em seguida, fixe o trilho na pista usando seus orifícios de desembaraço e os furos perfurados em cada placa lateral.Quando feito, o trilho conecta as duas placas laterais e os vagões deslizam sobre o trilho. Passe para trabalhar com as montagens para os atuadores. Use o estoque em forma de L para máquina de um acessório de montagem traseira e uma barra para anexar à parte inferior do suporte.Isso cria uma chave para o alinhamento na pista. Enrosque a barra na parte inferior da montagem. Neste ponto, obtenha o atuador selecionado para o experimento.Conecte o suporte traseiro ao corpo do atuador usando o padrão de orifício no atuador. A série de orifícios na placa lateral permite que a posição de montagem seja ajustada. Coloque a base do suporte no quadro para fixar o atuador traseiro.Use dois parafusos para fixá-lo. Duplique as etapas para montar um atuador em cada uma das placas laterais. Pegue as peças para apoiar a frente do atuador.Uma parte é uma peça em forma de L com um orifício para um conector afilado. De lado está uma pista para acomodar uma placa. A placa desta pista também tem uma pista para acomodar as luminárias e garantir o alinhamento.Máquina uma peça cilíndrica de alumínio para conectar a célula de carga e o atuador. Máquina uma peça cilíndrica cônica de alumínio para conectar a célula de carga à luminária e ao transporte. Passe o cilindro para o orifício da montagem do atuador dianteiro e use um parafuso definido para ancorar a extremidade do cilindro.Agora, trabalhe com as luminárias para as montagens dianteiras. Para ajustes verticais, máquina um slot vertical central no suporte de fixação. Conecte o suporte frontal do atuador à placa lateral retangular, com os orifícios verticalmente alinhados em seu centro.Aqui está a montagem completa para a montagem frontal de um lado. Duplique as etapas para montar tanto os atuadores esquerdo quanto direito do dispositivo. Estes são conjuntos de dados representativos do teste de carga atado 25,4 milímetros 2-0 suturas até a falha.A curva de traço cinza representa resultados do dispositivo descrito neste protocolo, usando uma taxa de carregamento de 0,61 milímetros por segundo. A curva preta representa resultados de um dispositivo de extremidade fixa usando uma taxa de carregamento dupla, ou 1,22 milímetros por segundo. Em todos os testes, ocorreu falha no nó, e as medições não mostraram diferença estatística entre os dispositivos.Ao projetar uma máquina de carregamento, é sempre importante projetar mantendo o alinhamento em mente. Focar no alinhamento garantirá que seus resultados sejam reprodutíveis e precisos e que você esteja testando suas amostras adequadamente. Neste vídeo, tentamos demonstrar alguns dos aspectos mais importantes do projeto de máquinas de carregamento.Se você entender alguns desses princípios básicos, você pode aplicá-los no desenvolvimento de plataformas para suas próprias necessidades de teste.

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JoVE Journal

Engineering

Engenharia

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Um modelo de simulação que suporta especificamente o desenho preliminar de uma bomba de deslocamento eletrovariável (EVDP) é desenvolvido e parcialmente verificado por experimentos. O desempenho de controle, vida, confiabilidade, etc., podem ser avaliados usando o modelo proposto, que abrange os principais requisitos de desempenho sob a tarefa de projeto preliminar EVDP.

Um método de modelagem e simulação para o design preliminar de uma bomba de deslocamento eletrovariar

Neste protocolo, duas abordagens são descritas para tornar o teste de compressão uniaxial de vértebras lombares de camundongos mais atingível. Primeiro, descreve-se a conversão de uma máquina de dobra de três pontos em uma máquina de ensaio de compressão. Em segundo lugar, um método de incorporação para preparar a superfície de carregamento que usa cimento ósseo é adaptado para vértebras lombares de camundongos.

Teste de Compressão Uniaxial de Vértebras Lombares de Camundongos com Incorporação da Superfície de Carregamento

Neste trabalho, nós descrevemos o uso da técnica de tomografia por sonda átomo para estudar os limites dos grãos da camada de absorção de uma célula solar de CIGS. Também é apresentada uma nova abordagem para preparar as pontas das sondas que contêm o átomo de limite de grão desejado, com uma estrutura conhecida aqui.

Atom Probe tomografias no Cu (In, Ga) Sé<sub&gt; 2</sub&gt; Contornos de grão

Este vídeo descreve os fundamentos das técnicas de projeção de franjas digitais, que fornecem medições 3D densas de superfícies que mudam dinamicamente. Ele também demonstra o projeto e a operação de um sistema de desfocagem binária de alta velocidade baseado nessas técnicas.

De alta resolução, de alta velocidade, de imagens de vídeo tridimensional com Franja Digital Técnicas de Projeção

Pontes líquidas eletro horizontais e verticais são ferramentas simples e poderosas para explorar a interação de campos elétricos de alta intensidade e líquidos dielétricos polares. A construção de um aparelho de base e os exemplos operacionais, incluindo imagens, termografia para líquidos (por exemplo três, água, DMSO e glicerol) são apresentados.

A preparação de eletro Pontes de Polar dielétricos líquidos

Apresentamos protocolos a serem utilizados na medição do tamanho das gotas de pulverização de bicos agrícolas utilizadas tanto em aplicações agroquímicas baseados aéreas e no solo. Estes métodos apresentados foram desenvolvidos para fornecer dados de tamanho de gotícula consistente e reproduzível tanto inter- e intra-laboratorial, quando se utiliza sistemas de difracção a laser.

Medir o tamanho do pulverizador Gota de bicos agrícolas Usando Laser Difração

Um protocolo para lançar e capturar de forma estável micropartículas dielétricas selecionadas no ar é apresentado.

Armadilha óptica carregamento de dielétrico micropartículas no ar

Aprenda a montar uma máquina de carregamento uniaxial para biomecânica, garantindo alinhamento preciso e montagem reprodutível. Este protocolo orienta pesquisadores no desenvolvimento de plataformas de teste confiáveis.

Aplicação de aspectos do Design no desenvolvimento de máquina de carregamento Uniaxial

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