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Engineering

Aplicación de aspectos de diseño en el desarrollo de la máquina de carga Uniaxial

doi: 10.3791/58168 Published: September 19, 2018

Summary

Aquí presentamos un protocolo para desarrollar una máquina pura de carga uniaxial. Aspectos críticos de diseño se emplean para asegurar resultados exactos y reproducibles de las pruebas.

Abstract

En términos exactos y precisos ensayos mecánicos, máquinas de funcionamiento continuo. Mientras que las plataformas comerciales ofrecen excelente precisión, pueden ser prohibitiva, cotizado a menudo en la gama de precio $100.000 - $200.000. En el otro extremo son dispositivos manuales independientes a menudo falta de repetibilidad y precisión (por ejemplo, un dispositivo de manivela manual). Sin embargo, si se indica un solo uso, es sobre-ingeniería de diseño y elaboración de algo demasiado la máquina. Sin embargo, hay ocasiones donde las máquinas están diseñadas y construidas en casa para lograr un movimiento no alcanzable con las máquinas existentes en el laboratorio. Describe en detalle aquí, es un dispositivo de este tipo. Es una plataforma de carga que permite carga uniaxial puro. Máquinas de carga estándar por lo general son biaxiales que carga lineal ocurre a lo largo del eje y carga rotatoria se produce sobre el eje. Durante la prueba con estas máquinas, se aplica una carga a un extremo de la muestra mientras que el otro extremo permanece fijo. Estos sistemas no son capaces de llevar a cabo pruebas axial pura en que la tensión/compresión se aplica igualmente a los extremos de la muestra. La plataforma desarrollada en este trabajo permite la igual y opuesta carga de muestras. Mientras que puede ser utilizado para la compresión, aquí el enfoque es sobre su uso en pura resistencia de carga. El dispositivo incorpora células de carga comercial y actuadores (motores) y, como es el caso con máquinas construidas en el local, un marco se trabaja a máquina para sostener las piezas comerciales y accesorios para la prueba.

Introduction

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Ensayos mecánicos tiene una interesante historia que se remonta a durómetros equipo desarrollado por Stanley Rockwell a principios del siglo XX. Mientras que la tecnología ha crecido en la medida en que las prácticas estándar, documentadas todo guían de verificación de funcionamiento de la máquina a las directrices para llevar a cabo pruebas específicas1,2,3, 4. hoy en día, se realizan ensayos mecánicos sobre todo desde la construcción de materiales como concreto, acero y madera para alimentos y textiles productos5,6,7,8,9 . Dado que los campos de la ingeniería biomédica y, más concretamente, biomecánica utilizan pruebas mecánicas, carga de máquinas son habituales en los laboratorios de biomecánica.

Carga de máquinas que funcionan la gama de escala en biomecánica. Por ejemplo, máquinas de carga más grandes pueden utilizarse para realizar estudios de impacto de cuerpo completo o determinar propiedades mecánicas femorales humanos, mientras que menor carga máquinas pueden utilizarse para probar los huesos murinos o estimular las células10,11, 12,13,14. Dos tipos de máquinas de carga se encuentran en el laboratorio de ensayos; aquellos que se adquieren comercialmente y las que son construidas por el usuario. Máquinas de carga desarrolladas a menudo están favorecidas por sus opciones de personalización y el arreglo para requisitos particulares15.

En la prueba, una muestra se fija en la máquina para que puede aplicarse un desplazamiento, genera una fuerza medible. Si la carga se utiliza como la regeneración de la conducción, la prueba es controlado por carga; Si el desplazamiento se utiliza como la regeneración de la conducción, la prueba es controlada por el desplazamiento. En general, carga de máquinas, se construyen sobre un armazón que conecta un motor a un soporte fijo. Como tal, prueba generalmente consiste en un extremo de la probeta se mueve mientras que el otro extremo permanece fijo.

Se muestra en la figura 1 es un esquema de una máquina de carga simple demostrando sus componentes básicos. Fundamental para todas las máquinas de carga es una base o marco. Mientras que la gran mayoría de marcas comerciales utiliza una base fija, el dibujo representa una plataforma que permite el movimiento planar de (XY). El motor, en este caso, es la parte superior del brazo que tiene una célula de carga y es impulsado por un motor paso a paso. Unido a la estructura son los accesorios que sujetan al espécimen y dictan el tipo de prueba que se ejecuta. Se muestra en el dibujo son accesorios de la curva de tres puntos. La unidad superior (el único contacto) está montada sobre el brazo móvil; el accesorio de fondo (doble contacto) está montado a la base fija. Durante la prueba, el motor conduce el accesorio superior hacia abajo a donde el contacto del centro dedica a la muestra. Como el contacto activa a la muestra, la celda de carga registra el aumento en la resistencia o la fuerza sobre la muestra.

Hay ocasiones donde las máquinas están diseñadas y construidas en casa para lograr un movimiento no alcanzable con las máquinas existentes en el laboratorio. Aquí describimos en detalle un tal dispositivo. Es una plataforma de carga que permite puro uniaxial muestras carga o igual y opuesta de movimiento en ambos extremos. El dispositivo incorpora células de carga comercial y actuadores (motores); un marco se trabaja a máquina para sostener las piezas comerciales y accesorios de carga para el espécimen de prueba. Puede ayudar a entender los principios básicos de la construcción de la máquina pruebas en el diseño de la propia máquina. Hemos proporcionado los archivos de dibujos que hemos creado como punto de partida para ayudar a los investigadores con su propio desarrollo de la máquina. El vídeo se centrará en el conjunto del dispositivo y la aplicación de principios de diseño mecánico para asegurar la alineación y pruebas confiables.

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Protocol

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Nota: El aparato terminado se muestra en la figura 2. El dispositivo permite ensayos uniaxiales puro de las muestras en posición horizontal.

1. componentes

  1. Preparar dos actuadores programables con un recorrido de 30 mm (1,2 in) por actuador capaz de expansión 60 mm (2,3 pulg) cuando está programado a sacarlos juntos. Para acomodar una variedad de usos potenciales, seleccionarlos actuadores tener una razonable capacidad [67 N (15 lb)] de la fuerza, empuje [58 N (13 lb)], resolución de velocidad de pico [0.9302 μm/s (0.00004 de / s)] y una exactitud unidireccional [25 μm (0,001 pulg)].
  2. Cadena de Margarita los actuadores para sincronizar una aplicación igual de la extensión.
  3. Preparar un controlador V 24 para proporcionar el movimiento conduce al actuador; Estos sistemas permiten un movimiento lineal preciso por la rotación de un tornillo, el husillo.
  4. Preparar dos células de carga con una capacidad máxima de fuerza de 44,5 N (10 lb). Seleccione un perfil bajo o carga de envase-estilo que es ideal para espacios reducidos.
  5. Preparar el sistema ferroviario/carro. Preparar un carril y dos carros; uno para cada actuador. Porque se oxida el acero, seleccione el material de acero inoxidable si el dispositivo se utiliza para materiales que requieren hidratación; para todos los otros propósitos, el acero es aceptable.
    Nota: Se proporciona una vista explotada de la plataforma de carga con el bloque del tren/transporte que se muestra en púrpura en la figura 3.

2. construcción del marco

Nota: Para fines explicativos, la plataforma es con códigos de color en los gráficos.

  1. Preparar material de stock de aluminio. Seleccione el aluminio por su rentabilidad y facilidad de mecanizado. Preparar placa de ambos y ' valores de ángulo en forma de L'.
  2. Preparar el stock de materiales para accesorios de la máquina. Seleccione del plexiglás; es fuerte y ligero.

3. metal Base y el conjunto de la placa (marco) de lado

  1. Corte de la placa base de la culata de aluminio, que es aproximadamente 64 x 15 x 1,3 cm (25 x 6 x 0,5 pulgadas). Limpiar los bordes en el molino y corte la placa base a sus dimensiones finales.
  2. La placa de piso en el molino, la máquina según las especificaciones indicadas en los archivos suplementarios.
  3. Frente, asegurar el plano de nivel.
  4. La máquina de pista en la placa base para alinear las placas laterales con una tolerancia de 0,0126 mm (0,0005 pulg).
  5. Las placas laterales según especificaciones indicadas en los archivos adicionales de la máquina.
  6. Taladro y golpee las placas laterales en su cara inferior.
  7. Montar las placas laterales en la pista.
  8. Fije las placas laterales a la placa base de debajo (figura 4).

4. fijación del conjunto de tren/transporte a la estructura

  1. Máquina de pistas en la cara frontal de cada placa lateral para permitir el montaje de la Asamblea de carril/carro según las especificaciones indicadas en los enlaces de dibujos (figura 5).
  2. Fijar el carril de la pista a través de la separación de los agujeros en el carril via perforaron y roscados de agujeros (para dar cabida a tornillos de #10-32) en cada placa lateral.

5. posterior accesorio de montaje de los actuadores

  1. Los accesorios de montaje trasero de la máquina el ' stock de ángulo en forma de L' según las especificaciones indicadas en los archivos suplementarios.
  2. Una barra para sujetar a la parte inferior de la montura para servir como un chavetero y paseo en la pista mecanizada en la cara de la placa lateral según las especificaciones indicadas en los archivos suplementarios de la máquina. Atornille la barra en la parte inferior de la montura.
  3. Perfore un agujero a través de la base de la montura posterior para la separación del actuador.
  4. Coloque el montaje posterior en el cuerpo del actuador a través de los agujeros en el actuador comercial.
    Nota: Una de las razones para hacer un montaje posterior es eliminar la necesidad de conectar varias veces el actuador directamente al chasis usando los tornillos de métrica #2 pequeños que ven acción en los actuadores. El Monte elimina la preocupación de pelar los hilos internos del actuador con el uso.
  5. Ranura de la base de la montura para sujetar el soporte del actuador trasero al bastidor mediante dos tornillos.
  6. Taladro y aprovechar una serie de agujeros (para dar cabida a tornillos de #10-32) que flanquean la pista en la parte frontal de las placas laterales para permitir el accesorio de montaje ajustable si es deseable para dar cabida a muestras de distintos tamaños.

6. delantero accesorio de montaje de los actuadores por medio de conectores

Nota: El soporte delantero es una ' pieza en forma de L' que conecta la parte delantera del actuador al carro. El actuador no físicamente en contacto con el soporte; se conecta a través de una serie de conectores que se extienden desde la punta del actuador.

  1. Los accesorios de montaje delantero de la máquina el ' stock de ángulo en forma de L' según las especificaciones indicadas en los archivos suplementarios.
  2. Perfore un agujero en la base de la montura frontal para alojar el conector cónico.
  3. Una pista en la ladera del Monte frente a una placa de la máquina.
  4. La placa con una pista para dar cabida a los accesorios de la máquina.
  5. Un aluminio, conector cilíndrico de acuerdo a las especificaciones indicadas en los enlaces de dibujos de la máquina. Este adaptador conecta a la celda de carga al actuador.
  6. Taladro y toque el conector para un tornillo métrico de #2 en el extremo de actuador y un tornillo métrico de #6 en el extremo de la célula de carga para apoyar el montaje axial y alineación de la celda de carga y el actuador.
  7. Repita este proceso para dos conectores idénticos, uno para cada celda de carga de la máquina.
  8. Un aluminio, cónico, cilíndrico conector según las especificaciones indicadas en los enlaces de dibujos de la máquina. Este adaptador conecta a la celda de carga para el aparato y el carro.
  9. Taladro y toque el conector para la conexión de la célula de carga roscado en un extremo.
  10. Pasar el cilindro en el agujero de montaje del actuador frente y use un tornillo para anclar el extremo del cilindro.
  11. Duplicar el sistema de los actuadores de derecho e izquierdos.
    Nota: como se muestra en la figura 6, una vez montado, la base del actuador está conectada rígidamente a la placa lateral. La parte delantera del actuador se une al carro y, como el actuador es extendido y retraído, el carro es empujado y tirado. Esto proporciona el marco para el accesorio accesorio y la muestra del cargamento.

7. accesorios

  1. La máquina de los accesorios según las especificaciones indicadas en los archivos adicionales (figura 7).
  2. Una ranura central, vertical en el soporte de la lámpara para dar cabida a la altura de la máquina.
  3. Fije el actuador delantero monturas la placa rectangular con tres agujeros perforados y roscados (para dar cabida a tornillos de #10-32) alineadas verticalmente en el centro de la placa.
  4. Levantar o bajar el soporte según sea necesario, por ejemplo, si se utiliza un baño de solución salino para prueba hidratada y fijarlo con tornillos.

8. procedimiento de funcionamiento:

  1. Descargar el software del actuador para controlar remotamente el dispositivo16.
  2. Crear un vínculo entre el equipo y el controlador de 24 V con un cable de extensión mini-din 6 pines macho a hembra PS/2; cada controlador de actuador tiene dos enlaces de cable de conector mini-din 6 pines.
  3. Use un convertidor de USB-a-6-pin mini-din para conectar los actuadores a una computadora estándar; el convertidor contiene un extremo del conector hembra mini-din de 6 pines y un puerto de conexión USB.
  4. Cadena de Margarita los actuadores para que un cable de la computadora solo es suficiente para la operación, o como alternativa, utilice un adaptador HDMI en lugar del adaptador USB.
  5. Conectar los actuadores a la fuente de alimentación de 24 V.
  6. Una vez conectado y alimentado, seleccione los dispositivos y personalizar el funcionamiento del actuador.
  7. Como alternativa, controlar los actuadores manualmente el dial en cada actuador, que es útil para la puesta a punto.
    Nota: Este software es aplicable a cualquier sistema operativo estándar. Con este software, los actuadores se trasladó a velocidades variables para cualquier distancia fija, sincronizados a una distancia fija o sincronizan entre sí para moverse al unísono.

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Representative Results

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Con el fin de verificar el uso del sistema, pruebas de velocidad y el rendimiento del actuador fueron realizados17. Estas pruebas consisten en medir la velocidad del actuador y distancia en comparación con los valores de entrada. Para verificar la exactitud de distancia de viaje de muestra, se seleccionaron arbitrario recorrido distancias a lo largo del eje entre 2540 254 μm (0.01 - en 0,10). El dispositivo fue hasta estas distancias y Comparado con la distancia real medida usando combinaciones de bloques de galga y galgas. Las distancias elegidas fueron representante del grado de deformación de 1% - 10% que se utiliza comúnmente en las pruebas celulares. Los resultados de la prueba de distancia demostraron una < 4% desviación de la entrada.

Para probar la velocidad del actuador, velocidades arbitrarias al azar fueron escogidos que abarcan las funciones del actuador. Los valores oscilan entre 1-28.000 μm/s (0.00004 - 1.1 en / s). Esta velocidad fue entonces comparada con la velocidad calculada del dispositivo mediante el establecimiento de una distancia y movimiento del actuador de tiempo. Para la prueba de velocidad, el servomotor completaría un ciclo completo de la extensión y contracción. De esta prueba, la velocidad del actuador se encontró dentro de una desviación de 10% de la entrada. Los resultados de la prueba tenían un valor de2 rde > 0.999. Para verificar que los actuadores no recaliente, fue un ciclo de cada actuador con su velocidad máxima y distancia. La temperatura entonces se registró cada 5 minutos durante 1 hora y se encontró que nunca supere los 39,9 º C. Todas las pruebas de validación se realizaron al menos 3 x.

Para probar su funcionamiento, el puro aparato uniaxial en la configuración de extremo fijo fue utilizado y Comparado con los resultados de la prueba de nuestra plataforma de carga existente, que también fue desarrollado en18. Se analizaron diez suturas de 2-0 al fracaso en ambas máquinas. Las suturas estaban anudadas con tres nudos para crear un elevador de tensión en el medio de la muestra y desviar la tensión de las fijaciones. Se utilizó una medidor de longitud de 25,4 mm (1,0 pulg) con una velocidad de carga de 0.61 mm/s (0.024 de / s). La misma prueba entonces fue realizada con la máquina de carga existente, donde la velocidad del actuador se duplicó a 1.22 mm/s (0.048 en / s) para compensar el actuador solo. Toda la prueba se completó mediante células de carga de 44,5 N (10 lb). Además, se completó ensayos uniaxiales puro para no comprobar ninguna diferencia entre los extremos relativos. Un diagrama típico de la sutura se proporciona en la figura 8. La línea punteada gris representa resultados del dispositivo uniaxial puro en comparación con la línea punteada negra desde el dispositivo final fijo existente.

En todas las pruebas, las suturas no en el nudo. Las medidas consisten en rigidez, máximo de la carga y desplazamiento en el paro no demostró ninguna diferencia estadística entre las dos máquinas para p < 0.05. Una vez que se determinó que los dispositivos rindieron resultados similares estadísticamente, se realizaron más pruebas. Propiedades de materiales de sutura obtenidos mediante el dispositivo uniaxial puro en las configuraciones puras y extremo fijo no fueron estadísticamente diferentes17.

Figure 1
Figura 1: carga sencilla máquina equipada con un accesorio de flexión de tres puntos. El diseño incorpora movimiento planar a lo largo de los ejes, añadiendo a la versatilidad de la máquina X y y. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: fabricado dispositivo se muestra (arriba) con su homólogo de modelo de computadora (parte inferior). Los componentes de la máquina uniaxial se fabrican de aluminio. Un modelo sólido es utilizado durante las etapas de planificación del dispositivo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: una vista explotada de la plataforma de carga con el bloque del tren/transporte se muestra en púrpura. Los carros comerciales y carril de guía aseguran la alineación y sobre el eje de movimiento. La vista muestra el uso de tornillos en el ensamble de la máquina. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: las placas laterales montados en la pista de la placa base. Las placas laterales se fije a la placa base a través de la parte inferior de la base. Como se ve en la figura, las caras delanteras de las placas laterales tienen una pista mecanizada que acomoda el ferrocarril. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5: sistema de riel y carro resaltado en morado. El bloque del carril/del carro consiste en dos carros de rodamientos de bolas que permiten un suave deslizamiento a lo largo del riel. En conjunto, el bloque se monta al frente de las placas laterales mientras que la pista mecanizada asegura la alineación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6: plano del dispositivo de carga conjunto. Montaje delantero del actuador se une al ferrocarril y la extensión/retracción de la punta del actuador se mueve a la muestra. El bloque del tren/transporte se muestra en púrpura; los montajes de actuador (delantero y trasero) se muestran en color de rosa; los conectores aparecen en rojo; los accesorios se muestran en amarillo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7: fricción de plexiglás abrazaderas en una pista vertical, ranurada. La incorporación de una pista ranurada permite la alineación vertical y con un baño de medio ambiente (no mostrado). Para lograr este ajuste, los tornillos de fijación se utilizan para subir y bajar la pista. La imagen de la izquierda muestra el ensamblaje del luminario esquematico de la parte delantera; la imagen de la derecha muestra el ensamblaje del luminario de la parte posterior. Para sujetar a la muestra, filo dentado en las abrazaderas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 8
Figura 8: datos de la carga-desplazamiento de un test de sutura La gráfica es un diagrama de una curva carga-desplazamiento de una sutura de probado fracaso. Sutura es una fibra y utilizado aquí para demostrar la forma típica de una curva de falla. Si la fabricación de una máquina, hilo o hilado podría sustituirse por un resultado similar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Actuador montaje frontal: Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Montaje de actuador : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Placa base : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Abrazadera inferior : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Transporte : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Conector de la celda de carga : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Carril de : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Placas laterales : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Brazo deslizante : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

Parte superior de la abrazadera : Haga clic aquí para descargar este archivo. 

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Discussion

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El objetivo de este trabajo fue diseñar y fabricar un cargador uniaxial rentable y confiable para su uso con pequeñas muestras como tejidos y fibras. Un dispositivo fue construido que cumplían con los requisitos establecidos al mismo tiempo suficientemente flexible en el diseño para permitir nuevos aditamentos ser fabricado como aumenten las necesidades del usuario. Por ejemplo, el dispositivo permitirá la prueba de especímenes secos y mojados en una configuración monoeje o final fijo.

Pasos críticos en el diseño y la fabricación de cualquier dispositivo de carga incluyen la consideración de los materiales, los componentes comerciales (mantenimiento) y el rendimiento y la flexibilidad del sistema. Mecanizado de todos fue terminada en un molino estándar. Aluminio y plexiglás proporcionan la rigidez necesaria para el marco y accesorios. Los componentes comerciales consisten en actuadores y el sistema ferroviario/carro. Los mismos actuadores se utilizan para tensión y compresión. Estos actuadores funcionan bien en plataformas de prueba mecánicas teniendo en cuenta que, cuando están en pero no en uso, la potencia del motor se ha detenido para que el husillo no genera un esfuerzo de torsión y los actuadores no se sobrecaliente. Además, el sistema ferroviario/carro proporciona alineación y mantenimiento fácil. El sistema utiliza dos carros de tornillo de bolas que se utilizan a lo largo de lo 15 mm (0,6 pulg)-amplia pista. Uno carro se utiliza por placa lateral para conectar el actuador al riel. La Asamblea tiene una capacidad de carga dinámica de 7800 N (1750 libras) y puede acomodar una amplia gama de muestras. Los carros contienen depósitos de aceite interno para mantener la lubricación. Los accesorios mantener a la muestra a la plataforma durante la prueba. Además de celebración de la muestra, los accesorios Coloque el actuador, para que la extensión/retracción del actuador se aplica carga a la muestra. Para dar cabida a una amplia gama de muestras que requieren diferentes ambientes, un diseño vertical ajustable permite accesorios a reducirse en un baño de agua y medios de prueba. Los dientes de corte en el plexiglás con un corte de doble ángulo (90°) crean 'dientes' que permiten una mayor sujeción y sosteniendo la resistencia del espécimen durante la prueba. En la base del titular es una ranura horizontal a lo largo de la anchura de la placa. La abrazadera dentada se desliza en la ranura y se sujeta con un tornillo. Debido a la ranura de tolerancia [+ 0,0127 mm (0,0005 pulg)], un solo tornillo es suficiente para sostener el aparato mientras la ranura mantiene de torcer y alineamiento planar.

Si se siguen los principios mecánicos básicos del diseño, la máquina es robusta, y solución de problemas es mínimo. Todos los componentes comerciales deben adquirirse después de diseñar el dispositivo, pero antes de lo fabricación. Teniendo las partes comerciales de mano le ayuda con la toma de decisiones y permite la medición física de dimensiones y roscas que pueden variar de las aquí especificadas. Si el dispositivo debe ser utilizado para la prueba estándar, el dispositivo puede ser simplificado mediante la eliminación de gran parte de la flexibilidad en su diseño, como la eliminación de la ajustabilidad de la altura de la luminaria y las orugas.

Este sistema proporciona para la prueba no disponibles actualmente en nuestro laboratorio de una manera rentable. Por otra parte, puras máquinas uniaxiales no son ampliamente comercialmente disponibles, por lo que este dispositivo no duplicar innecesariamente las tecnologías existentes. Sin embargo, hemos aplicado técnicas de diseño simple y hay varias formas para lograr puro carga uniaxial; sólo uno está representado aquí. Existen dispositivos comerciales para carga biaxial planar, pero estos son costos prohibitivos para los propósitos de carga uniaxial.

La máquina de carga uniaxial puro vino a un costo total de unos 4.000 dólares. Este precio fue el resultado de los componentes comerciales (actuadores, controladores y celdas de carga). Mecanizado de metal se completó en casa sin costo alguno y el coste material era bajo $100. Se estima que el tiempo de mecanizado fue alrededor de 60 horas con un índice de mecanizado típico de cerca de $75 por hora, esencialmente doblando el precio. Pero, es importante a máquina del metal del dispositivo en lugar de tres dimensiones (3D) la impresión de plástico. El marco tiene que ser lo suficientemente rígido para soportar la carga. Dado el marco es de aproximadamente 1,25 cm (0,5 pulgadas) de espesor, marco apoyaría fácilmente muestras 2 x - 3 x tan fuerte, añadiendo a su uso futuro. En comparación, máquinas de carga comercial fácilmente pueden superar los $100.000. Sin embargo, es importante tener en cuenta que estas máquinas comerciales incorporan feedback que permite el control de la carga o pruebas de control de desplazamiento. Esta plataforma utiliza el control de desplazamiento (movimiento del actuador) y no es excesivamente complicada. Los investigadores que necesitan ensayos mecánicos se encuentran que, con un poco de esfuerzo, pueden desarrollar sus propias plataformas de carga.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Este trabajo fue financiado por los institutos nacionales salud 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).
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Aplicación de aspectos de diseño en el desarrollo de la máquina de carga Uniaxial
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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).

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