Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Anvendelse af designaspekter i enakset lastning maskine udvikling

doi: 10.3791/58168 Published: September 19, 2018

Summary

Her præsenterer vi en protokol for at udvikle en ren enakset lastning maskine. Kritiske designaspekter er ansat til at sikre nøjagtige og reproducerbare test resultater.

Abstract

I form af nøjagtige og præcise mekanisk testning, kører maskiner kontinuum. Kommercielle platforme tilbyde fremragende nøjagtighed, kan de være cost-uoverkommelige, ofte prismærket i $100.000 - $200.000 prisklasse. Den anden yderlighed er enkeltstående manuelle enheder der ofte mangler repeterbarhed og nøjagtighed (fx, en manuel krank enhed). Hvis en enkelt brug er angivet, er det imidlertid over engineering design og maskine noget overdrevent uddybe. Nonetheless, der er gange hvor maskiner er designet og bygget huset for at udføre en bevægelse ikke opnås med de eksisterende maskiner i laboratoriet. Beskrevet i detaljer her er en sådan anordning. Det er en belastning platform, der giver ren enakset lastning. Standard lastning maskiner er typisk biaksiale lineær loading forekommer langs aksen og roterende lastning opstår omkring aksen. Under testen med disse maskiner, anvendes en belastning til den ene ende af modellen, mens anden enden er fortsat fast. Disse systemer er ikke i stand til at gennemføre ren aksial test hvor spændinger/kompression anvendes lige så at modellen ender. Platform udviklet i denne hvidbog giver lige og modsat ladning af prøver. Mens det kan bruges til komprimering, indlæses her fokus på dens brug i ren trækstyrke. Enheden indeholder kommercielle vejeceller og aktuatorer (movers), og som det er tilfældet med maskiner bygget huset, et billede er bearbejdet for at holde den kommercielle dele og inventar til test.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Mekaniske test har en interessant historie, der kan spores tilbage til hårdhedsmåling udstyr udviklet af Stanley Rockwell i de tidlige i det tyvende århundrede. Mens teknologi er vokset at standard, dokumenterede praksis guide alt fra kontrol af maskinen ydeevne til retningslinjer for at udføre specifikke test1,2,3, 4. dag, mekanisk tests udføres på alt fra byggematerialer som beton, stål og træ til mad og tekstil produkter5,6,7,8,9 . Eftersom der inden for Biomedicinsk teknik, og mere specifikt biomekanik udnytte mekanisk testning, er lastning maskiner hverdagskost i biomekanik labs.

Lastning maskiner køre vifte af skalaen i biomekanik. Som et eksempel, kan større lastning maskiner bruges til at gennemføre konsekvensanalyser for hele kroppen eller bestemme menneskers femoral mekaniske egenskaber, mens mindre lastning maskiner kan bruges til at teste murine knogler eller stimulere cellerne10,11, 12,13,14. To typer af lastning maskiner findes i laboratorier; dem, der er købt kommercielt og dem, der er bygget af brugeren. Lastning maskiner udviklet in-house er ofte foretrukket for deres personliggørelse og tilpasning muligheder15.

I test, er modellen sikret i maskinen så at en forskydning kan anvendes, generere en målbar styrke. Hvis belastningen er brugt som den drivende feedback, er testen belastning-kontrolleret; Hvis fordrivelse bruges som den drivende feedback, er testen forskydning-kontrolleret. Indlæsning af maskiner, i almindelighed, er bygget på en ramme, der forbinder en mover til en fast støtte. Som sådan indebærer test generelt ene ende af prøven flyttes, mens anden enden er stadig fast.

Vist i figur 1 er en skitse af en simpel lastning maskine viser sin grundlæggende komponenter. Grundlæggende for alle lastning maskiner er en base eller ramme. Der henviser til, at størstedelen af de kommercielle mærker udnytte en fast base, forestiller tegningen en platform, der giver mulighed for planar (XY) bevægelse. Mover, i dette tilfælde er overarmen, der holder en vejecelle og drives af en motor, stepper. Fastgjort til rammen er de kampe, som holder prøveemnet og diktere typen test, der køres. Vist i tegningen er tre-punkts bøje inventar. Top armaturet (kvikskranker) er monteret på den bevægelige arm; bunden armaturet (dobbelt kontaktpersonen) er monteret på den stationære base. Under testen kører motoren øverste armaturet nedad til hvor center kontakt engagerer modellen. Som kontakten engagerer modellen, registrerer vejecelle stigningen i modstand eller kraft pålagt modellen.

Der er gange hvor maskiner er designet og bygget huset for at udføre en bevægelse ikke opnås med de eksisterende maskiner i laboratoriet. Her beskriver vi i detaljer en sådan anordning. Det er en belastning platform, der giver ren enakset modellen lastning eller lige og modsatte bevægelse i begge ender. Enheden indeholder kommercielle vejeceller og aktuatorer (movers); et billede er bearbejdet for at holde den kommercielle dele og lastning inventar til modellen test. Forstå de grundlæggende principper for afprøvning af særlige maskinkonstruktioner kan hjælpe i udformningen af ens egen maskine. Vi har givet de tegningsfiler vi skabt som et udgangspunkt for at hjælpe forskere med deres egen maskine udvikling. Videoen vil fokusere på samlingen af enheden og anvendelse af mekaniske designprincipper for justering og pålidelig test.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bemærk: Den færdige enhed er vist i figur 2. Enheden giver ren enakset test af enheder i en vandret position.

1. komponenter

  1. Forbered to programmerbare aktuatorer med en 30 mm (1.2 tommer) rejser pr. aktuator kan der spænder over 60 mm (2,3 in) når programmeret til pull/push sammen. Til at rumme en bred vifte af potentielle anvendelser, Vælg aktuatorer har en rimelig kraft kapacitet [67 Nielsen (15 lb)], peak stak [58 Nielsen (13 lb)], hastighed beslutning [0.9302 µm/s (0.00004 i / s)], og en ensrettet nøjagtighed [25 µm (0,001 in)].
  2. Daisy-chain aktuatorer til at synkronisere dem til en ensartet anvendelse af udvidelse/sammentrækning.
  3. Forberede en 24 V-controller til at give den drivende bevægelse til aktuatoren; disse systemer aktiverer en præcis lineær bevægelse ved rotation af en skrue, snegledrev.
  4. Forbered to load celler med en maksimal kraft kapacitet på 44,5 N (10 lb). Vælg en lav profil eller canister-stil belastning, som er ideel for lukkede rum.
  5. Forberede jernbane/godstransport blok system. Forberede en jernbane og to vogne; en til at holde hvert aktuator. Da stål vil rust, skal du vælge rustfrit stål materiale hvis enheden vil blive udnyttet til materialer, der kræver hydrering; til alle andre formål er stål acceptabel.
    Bemærk: En sprængskitse af lastning platform med jernbane/godstransport blok vist i lilla er fastsat i figur 3.

2. rammekonstruktion

Bemærk: Forklarende henblik, platformen er farvekodede i grafikken.

  1. Forberede aluminium bestanden materiale. Vælg aluminium for dets omkostningseffektivitet og brugervenlighed bearbejdning. Forberede både plade og "L"-formet vinkel lager.
  2. Forberede lager materiale til maskine inventar. Vælg plexiglas; Det er stærk mens lightweight.

3. metal Base og Side plade (Frame) forsamling

  1. Skære bundplade af aluminium bestanden, er og sørg for det ca 64 x 15 x 1,3 cm (25 x 6 x 0,5). Rydde op i kanterne i møllen og skære bundpladen til sin endelige dimensioner.
  2. Maskine tallerken flad i møllen, ifølge specifikationerne i de supplerende filer.
  3. Se det i øjnene, at sikre, at flyet er niveau.
  4. Maskine et spor til den base plade til at justere sideplader med en tolerance på 0.0126 mm (0.0005 in).
  5. Maskine sideplader ifølge specifikationerne i de supplerende filer.
  6. Bore og tryk sideplader på deres nederste ansigt.
  7. Montere sideplader oprejst i sporet.
  8. Fastgør sideplader til bundplade fra nedenunder (figur 4).

4. fastgørelse jernbane/godstransport forsamling at rammen

  1. Maskine spor til forsiden af hver side plade til montering af samlingen jernbane/godstransport efter specifikationerne i den tegning links (figur 5).
  2. Fastgør jernbane spor gennem clearance huller i jernbane via boret og slog huller (for at rumme #10-32 skruer) i hver side plade.

5. bag Mount udlæg i aktuatorer

  1. Maskine bageste mount vedhæftede filer fra den "L"-formet vinkel aktier i henhold til specifikationerne i de supplerende filer.
  2. Maskine en bar til at vedhæfte til bunden af mount til at tjene som en kilegang og ride den i det fræsede spor på side pladen efter specifikationerne i de supplerende filer. Skru baren i bunden af mount.
  3. Bore gennem hul i bunden af den bageste mount for aktuator clearance.
  4. Vedhæfte den bageste mount til kroppen af aktuator via hulmønster i den kommercielle aktuator.
    Bemærk: En af grundene til at gøre en bageste mount er at eliminere behovet for at gentagne gange vedhæfte aktuatoren direkte til rammen ved hjælp af de lille #2 metriske skruer der kommer lager på aktuatorer. Mount eliminerer bekymringen af stripning de interne tråde af aktuator med gentagen brug.
  5. Slot i bunden af mount til at vedhæfte de bageste aktuator mount til rammen via to skruer.
  6. Bore og tryk på en serie af huller (at rumme #10-32 skruer) flankerer spor på forsiden af sideplader til at give mulighed for en justerbar mount vedhæftet fil, hvis det er ønskeligt at rumme prøver af varierende størrelser.

6. front Mount fastgørelse af aktuatorer via stik

Bemærk: Den forreste mount er en "L"-formet stykke, der lægger forsiden af aktuatoren til transport. Aktuatoren kontakt ikke fysisk mount; Det lægger via en serie af stik, der strækker sig fra aktuatoren tip.

  1. Maskine foran mount vedhæftede filer fra den "L"-formet vinkel aktier i henhold til specifikationerne i de supplerende filer.
  2. Bor et hul i bunden af den forreste mount til at rumme den koniske stik.
  3. Maskine et spor i siden af den forreste mount til at rumme en plade.
  4. Maskine pladen med et spor til at rumme inventar.
  5. Maskine en aluminium, cylindrisk connector overensstemmelse med specifikationerne i den tegning links. Denne adapter tilsluttes aktuatoren cellen belastning.
  6. Bore og tryk stik til en #2 metrisk skrue på aktuatoren ende og en #6 metrisk skrue på load cell ende til støtte for aksial montering og justering af vejecelle og aktuator.
  7. Gentag denne proces for at maskine to identiske stik, en for hver vejecelle.
  8. Maskinen en aluminium, tilspidsede, cylindriske connector overensstemmelse med specifikationerne i den tegning links. Denne adapter forbinder vejecelle armaturet og transport.
  9. Bore og tryk på forbindelsesmodulet til gevind belastning celle forbindelsen den ene ende.
  10. Passere cylinderen ind i hullet af de forreste aktuator mount og bruge et sæt skruen til at forankre cylinder enden.
  11. Duplikere system til højre og venstre aktuatorer.
    Bemærk: som vist i figur 6, når samlet, bunden af aktuatoren er stift fastgjort til side plade. Forsiden af aktuatoren er knyttet til transport, og som aktuatoren er udvidet og trukket tilbage, transport er skubbet og trak. Dette danner grundlag for armaturet udlæg og modellen lastning.

7. inventar

  1. Maskine inventar efter specifikationerne i de supplerende filer (figur 7).
  2. Maskine, en central, lodret slot i armaturet indehaveren til at rumme højden.
  3. Vedhæfte aktuator front mounts til rektangulær plade med tre boret og tappet huller (at rumme #10-32 skruer) justeret lodret i midten af pladen.
  4. Hæve eller sænke indehaveren som nødvendigt, for eksempel, hvis der bruges en saltvand bad for hydreret test, og Fastgør det med skruer.

8. betjening:

  1. Download aktuator software til at fjernstyre enhed16.
  2. Opret et link mellem computeren og 24 V controller med et 6-benet mini-din mandlige til kvindelige PS/2 forlængerkabel; hvert aktuator controller har to 6-benet mini-din-stik kabel links.
  3. Bruge en USB-til-6-benet mini-din converter til at forbinde aktuatorer til en almindelig computer; konverteringsprogrammet indeholder en kvindelig 6-benet mini-din-stik ende og en USB-forbindelse port.
  4. Daisy-chain aktuatorer således, at en enkelt computer kabel er tilstrækkelig for handlingen, eller alternativt bruge en HDMI-adapter i stedet for USB-adapteren.
  5. Tilslut aktuatorer til 24 V strømforsyning.
  6. Når tilsluttet og drevet, Vælg enhederne og tilpasse aktuator ydeevne.
  7. Alternativt, styre aktuatorer manuelt ved skiven på hvert aktuator, hvilket er nyttigt for set-up.
    NOTE: Denne software kan anvendes til enhver standard operativsystem. Med denne software, kan aktuatorer flyttes med varierende hastighed til enhver indstillet distance, synkroniseret på et sæt afstand eller synkroniseret med hinanden for at flytte i fællesskab.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

For at kontrollere anvendelsen af systemet, blev aktuator hastighed og ydeevne test gennemført17. Disse prøver bestod af måling af aktuator hastighed og afstand i forhold til inputværdierne. For at kontrollere prøven rejse afstand nøjagtighed, blev vilkårlige rejse afstande langs skaftet mellem 254-2540 µm (0,01 - 0,10 i) udvalgt. Enheden blev kørt til disse afstande og i forhold til den faktiske afstand målt ved hjælp af kombinationer af gauge blokke og følehorn målere. Afstande valgt var repræsentant for de 1-10% stamme sats, der er almindeligt anvendt i cellulære test. Resultaterne for afstanden test viste en < 4% afvigelse fra input.

For at teste aktuator hastighed, blev tilfældige vilkårlige hastigheder valgt som span aktuator kapaciteter. Hastighedsværdierne varierede fra 1-28.000 µm/s (0.00004 - 1.1 i / s). Denne hastighed blev derefter sammenlignet med den beregnede hastighed af enheden ved at angive en afstand og timing aktuatoren bevægelse. For hastighed testen, ville aktuatoren fuldføre en fuld cyklus af udvidelse og sammentrækning. Fra denne test, blev aktuator hastighed fundet for at være inden for en 10% afvigelse fra input. Alle testresultater havde en r2 værdi af > 0.999. For at kontrollere aktuatorer ikke overophede, var hvert aktuator cyklet med sin maksimale hastighed og distance. Temperaturen blev derefter registreret hvert 5 min til 1 time og blev fundet at aldrig overstige 39.9 ° C. Alle valideringstest blev udført på mindst 3 x.

For at teste dens ydeevne, var ren enakset enheden i fast-end-konfiguration bruges og i forhold til resultaterne fra vores eksisterende lastning platform, som blev også udviklet in-house18. Ti 2-0 sutur blev testet til fiasko i begge maskiner. Suturer var knyttede med tre knob for at oprette en stress riser midt i prøven og aflede stress fra inventar. En måler længden af 25,4 mm (1,0 tommer) blev brugt med en belastningsgraden af 0,61 mm/s (0,024 i / s). Den samme test blev derefter udført med den eksisterende lastning maskine, hvor aktuator hastigheden blev fordoblet til 1,22 mm/s (0,048 i / s) for at kompensere for den enkelt aktuator. Alle test blev udført ved hjælp af 44,5 N (10 lb) load celler. Derudover blev ren enakset test afsluttet for at kontrollere ingen forskelle mellem de relative ender. En typisk sutur plot er fastsat i figur 8. Den grå stiplet linje repræsenterer resultaterne fra ren enakset enheden i forhold til den sorte stiplede linje fra den eksisterende faste ende enhed.

I alle tests, suturer mislykkedes på knuden. Målingerne bestående af stivhed, maksimal belastning, og forskydning på manglende viste ingen statistisk forskel mellem de to maskiner til p < 0,05. Når det var fast besluttet på enhederne viste statistisk set lignende resultater, blev yderligere test udført. Sutur materialeegenskaber fremstillet ved hjælp af ren enakset enheden i konfigurationer af ren og fast-end var ikke statistisk forskellig17.

Figure 1
Figur 1: simpel lastning maskine monteret med en tre-punkts bøjning armaturet. Design inkorporerer planar bevægelse langs X- og Y-axes, føje til alsidigheden af maskinen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: fabrikerede enhed vist (øverst) med sin computer model modpart (nederst). Enakset maskinkomponenter er fremstillet af aluminium. En solid model er udnyttet i løbet af planlægningsfasen af enheden. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: en sprængskitse af lastning platform med jernbane/godstransport blok vist i lilla. Kommercielle vogne og styreskinnen sikre justering og på akse bevægelse. Sprængskitse illustrerer brugen af skruer i forsamlingen af maskinen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: side pladerne monteres i sporet af bundpladen. Side pladerne fastgøres til bundplade gennem bunden af bunden. Som det ses i figur, har de forreste ansigter i side pladerne en fræsede spor, som plads tilpasser skinnen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: jernbane og transport system fremhævet med lilla. Jernbane/godstransport blok består af to kugleleje vogne, der aktiverer glat glider langs skinnen. I forsamlingen mounts blokken på forsiden af sideplader mens den fræsede spor sikrer tilpasning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 6
Figur 6: samlingstegning af enhedens lastning. Aktuatorens front mount er knyttet til jernbane og udvidelse/sammentrækning af aktuator spidsen bevæger modellen. Jernbane/godstransport blok er vist i lilla; aktuator mounts (front og bag) er vist i pink; stikkene er vist med rødt; armaturerne er vist med gult. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 7
Figur 7: plexiglas friktion klemmer på en lodret, slidsede spor. Indarbejdelsen af en kærv spor giver mulighed for den lodrette justering og bruge med en miljømæssig bad (ikke vist). For at muliggøre denne justering, bruges sæt skruer til at hæve og sænke sporet. Billedet til venstre viser den eksploderede armatur forsamling fra forsiden; billedet til højre viser samlingen armatur fra bagsiden. For at greb modellen, er savtakket tænder fræset ind i klemmerne. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 8
Figur 8: Load-forskydning data fra en sutur test. Grafen er en plot belastning-forskydning kurven af en sutur, testet til at mislykkes. Sutur er en fiber og bruges her til at påvise en manglende kurves typiske form. Hvis opdigte en maskine, kunne sejlgarn eller garn erstattes med et lignende resultat. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Aktuator Front Mount: Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Aktuator montere : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Base plade : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Bunden klemme : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Transport : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Load Cell stik : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Jernbane : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Sideplader : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Skyderen Arm : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Top klemme : Venligst klik her for at downloade denne fil. 

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Målet med dette arbejde var at designe og fabrikere en omkostningseffektiv og pålidelig enakset loader til brug med små enheder som væv og fibre. En enhed blev bygget der mødte krav samtidig være fleksibel nok i designet til at tillade nye vedhæftede filer at blive fremstillet som brugeren behov vokser. For eksempel, enheden vil give mulighed for afprøvning af tørre og våde prøver i et enakset eller fast-end konfiguration.

Kritiske trin i design og fabrikation af en læsning enhed omfatter hensynet til materialet, de kommercielle komponenter (vedligeholdelse), og ydeevne og fleksibilitet i systemet. Alle bearbejdning blev afsluttet på en standard mill. Aluminium og plexiglas giver den nødvendige stivhed til rammen og inventar. De kommercielle komponenter består af aktuatorer og jernbane/godstransport blok system. De samme aktuatorer bruges til både spændinger og komprimering. Disse aktuatorer fungerer godt i mekaniske test platforme i betragtning, når de er på men ikke i brug, beføjelse til at motoren er stoppet så at snegledrev genererer ikke en drejningsmoment og aktuatorer ikke overophede. Derudover giver jernbane/godstransport blok system justering og nem vedligeholdelse. Systemet bruger to kugleleje skrue vogne, der ride langs 15 mm (0.6 tommer)-brede spor. En vogn der bruges pr. side plade tilsluttes aktuatoren til jernbane. Forsamlingen har 7800 Nielsen (1750 lb) dynamisk belastningskapacitet og kan rumme en bred vifte af enheder. Vognene indeholder interne olie reservoirer for at opretholde smøring. Armaturerne holde modellen til platformen under testen. Ud over at holde modellen, tillægger inventar aktuator, således at udvidelse/sammentrækning af aktuatoren gælder belastning til modellen. Til at rumme en bred vifte af enheder, som vil kræve forskellige miljøer, muliggør en lodret justerbar design inventar til sænkes i en vand/media bad til test. Serrations skåret i plexiglas ved hjælp af en dobbelt vinkel kutter (90°) oprette 'tænder', der aktiverer en øget fastspænding og holder styrken af prøven under testen. I bunden af indehaveren er en horisontal slot kører langs bredden af pladen. Den savtakkede klemme glider ind i slidsen og holdes på plads med en skrue. Den slot tolerance [+ 0.0127 mm (0.0005 in)] er en enkelt skrue tilstrækkelig til at holde armaturet, mens slotten holder det fra vridning og vedligeholder planar justering.

Hvis de grundlæggende mekaniske principper for design er fulgt, maskinen er robust, og fejlfinding er minimal. Alle kommercielle komponenter skal købes efter design af enheden, men før opdigte det. At have de kommercielle dele på hånd vil støtte med beslutningsprocessen og giver mulighed for fysisk måling af dimensioner og tråde, som kan variere fra dem, der er angivet her. Hvis enheden skal bruges til standard test, enheden kan forenkles ved at fjerne meget af fleksibiliteten i design, såsom at fjerne indstillingsmuligheder af stativ højden og track længde.

Dette system giver til testning ikke i øjeblikket findes i vores lab på en omkostningseffektiv måde. Desuden er ren enakset maskiner ikke bredt kommercielt tilgængelige, så denne enhed ikke unødigt overlappe eksisterende teknologier. Dog har vi anvendt enkle designteknikker og der er flere måder at udføre ren enakset lastning; kun én er repræsenteret her. Kommercielle enheder findes for planar biaksiale lastning, men disse er cost-uoverkommelige for enakset lastning formål.

Ren enakset lastning maskine kom til en samlet pris på omkring $4.000. Denne pris var et resultat af de kommercielle komponenter (aktuatorer, controllere og load celler). Metal bearbejdning blev afsluttet in-house uden beregning og materialeomkostningerne var under $100. Vi anslår, at bearbejdningstiden var omkring 60 timer med en typisk bearbejdning sats på omkring $75/ h, hovedsagelig fordoble prisen. Men, det er vigtigt at metal maskine enheden snarere end tre-dimensionel (3-D) udskriver den fra plast. Rammen skal være stiv nok til at støtte lastning. Da rammen er ca 1,25 cm (0,5 tommer) tyk, rammen ville nemt støtte enheder 2 x - 3 x så stærk, tilføjer til sin fremtidige brug. Til sammenligning, kan kommercielle lastning maskiner nemt overstige $100.000. Det er dog vigtigt at bemærke, at disse kommercielle maskiner Indarbejd feedback, der gør det muligt for load-kontrol eller forskydning-kontrol test. Denne platform udnytter forskydning kontrol (aktuatoren bevægelse) og er ikke alt for kompliceret. Forskere har behov for mekanisk testning finder, med en lille indsats, kan de udvikle deres egne laste platforme.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af den nationale institutter sundhed NIDCR [DE022664].

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Power supply, 24 V DC 2.5 A out, 100-240 V AC in, plug for North America  Zaber Technologies inc PS05-24V25
6 pin mini din-male to female PS/2 extension cable Zaber Technologies inc T-DC06
Stepper motor controller, 2 phase Zaber Technologies inc A-MCA
Linear actuator, NEMA size 11, 30 mm travel, 58 N maximum continuous thrust Zaber Technologies inc NA11B30
Corrosion resistant maintenance-Free Ball Bearing Carriages and Guide Rails McMaster-Carr 9184T31
6061-t6 Aluminum Stock McMaster-Carr NA
Plexiglas Stock McMaster-Carr NA
Canister load cell, 4.5N Honeywell Sensotec NA
USB to 6 pin mini-din Universal  NA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Cite this Article

Thoerner, R. P., King, J. D., Saunders, M. M. Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development. J. Vis. Exp. (139), e58168, doi:10.3791/58168 (2018).More

Thoerner, R. P., King, J. D., Saunders, M. M. Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development. J. Vis. Exp. (139), e58168, doi:10.3791/58168 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter