應(yīng)用領(lǐng)域	醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè)

多功能材料力學(xué)測試分析系統(tǒng)

多功能組織材料生物力學(xué)特性,、電位分布測試分析表征系統(tǒng)
-多載荷多物理場耦合微觀力學(xué)性能原位測試系統(tǒng)

該系統(tǒng)是加拿大Biomomentum重點(diǎn)推薦的在體離體多功能、多軸向,、多尺度,、多材料的力-電特性測試分析儀，該系統(tǒng)集成各種力學(xué)測定,、力電耦合測定, 能對各種組織材料進(jìn)行機(jī)械刺激和表征測定,。允許表征的機(jī)械性能。1000+篇文獻(xiàn),，30年+發(fā)展歷史,，同濟(jì)大學(xué)、青島大學(xué),、上海交通大學(xué)等成功使用,。是組織、材料,，力-電特性,、多物理場耦合，測試分析的金標(biāo)準(zhǔn),。

該系統(tǒng)是僅有的一款模塊化集成各種力學(xué)測試和力電耦合分布測試的工具,，可以進(jìn)行不規(guī)則表面3D壓痕mapping測試、3D表面輪廓mapping測試,、3D厚度mapping測試,、活體壓縮同時進(jìn)行電位特性測試、側(cè)限與無限壓縮測試,、張力測試,、剪切測試、摩擦測試,、扭轉(zhuǎn)測試,、穿刺測試、剝離測試的綜合性機(jī)-電特性測試分析平臺,。

多功能材料力學(xué)測試分析系統(tǒng) 力學(xué)特性綜合表征分析

特點(diǎn)

1、支持在體,、離體兩種模式：手持式在體壓電測試,、氣囊式在體測試或常規(guī)臺式離體模式。
2,、機(jī)械力,、電位等全面的測試指標(biāo)：不規(guī)則表面3D壓痕mapping,、3D表面輪廓mapping、3D厚度mapping,、活體電位特性,、側(cè)限與無限壓縮、張力,、剪切,、摩擦、扭轉(zhuǎn),、穿刺,、撓曲彎曲、三點(diǎn)彎曲,、四點(diǎn)彎曲,、剝離等各種力學(xué)特性測試。
3,、多種力-電物理場耦合：不規(guī)則表面壓痕同時厚度測試,、電位活組織壓縮同時電位測試、拉扭耦合,、拉壓扭耦合,、拉伸剪切耦合、壓縮剪切耦合等,。
4,、多尺度組織材料測試：

壓痕模量范圍：3Pa-670G帕

可測定材料組織范圍廣：3從極硬骨等到超軟腦組織、眼角膜等,，從粗大椎間盤等大樣品到極細(xì)纖維絲的跨尺度測試,。

位移分辨率達(dá)0.1um

力分辨率達(dá)0.025mN

大力 250N

行程范圍廣：50-250mm

體積小巧、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)

5,、多軸向全角度測試 :X軸,、Y軸、Z軸,、扭轉(zhuǎn)軸（L型扭轉(zhuǎn),、U型扭轉(zhuǎn)、360度扭轉(zhuǎn)）,，行程大250mm,，分辨率低至100nm。
6,、僅有的各種力電類型特性測試的金標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：全面的測試技術(shù)服務(wù),、根據(jù)良好的實(shí)驗室實(shí)踐和GLP提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析報告。
7,、高分辨率位移和力精準(zhǔn)度測試分析：移分辨率達(dá)0.1微米,、力分辨率達(dá)0.025毫牛,。
8,、多軸向多功能多材料高通量壓痕測試分析:

◆樣品范圍廣：極軟腦組織泡沫到陶瓷,、金屬

◆模量范圍廣3pa到670Gpa

◆無需表面平坦，可在不規(guī)則表面壓痕（剛度,、硬度,、厚度,、表面輪廓等測試）

◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對齊

◆可模塊化集成多軸向多功能多材料：可集成3D輪廓表面形貌表征、拉伸,、壓縮,、三彎曲、四點(diǎn)彎曲,、扭力,、剪切、摩擦磨損,、電特性等各種力電多物理場測試,。

◆壓痕同時可測量厚度信息

◆紅寶石壓頭，堅固不易斷,使用成本低

◆樣品不需要從組織中收集

◆組織的破壞小

◆維持被測材料的機(jī)械環(huán)境及其與周圍材料的相互作用

◆自動mapping

◆亞微米分辨率

◆一臺儀器即可進(jìn)行從納米到宏觀尺度的壓痕
◆從小位移（幾納米）到大位移（大50mm）的壓痕
◆大載荷范圍（從0.025mN 到 250N）以滿足樣品特性的要求
◆大載荷范圍對測量粗糙表面尤為有用
◆可以在將樣品浸入溶液中的情況下進(jìn)行
9,、基于第哎C的的非接觸式全場應(yīng)變動態(tài)測量-數(shù)字圖像相關(guān)測試：具有非接觸性,、應(yīng)用廣泛、精度較高,、全場測量,、數(shù)據(jù)采集簡單、測量環(huán)境要求不高,、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn),，可以測量微米甚至納米的變形,應(yīng)用于組織材料力學(xué)、斷裂力學(xué),、微觀納米應(yīng)變測量,、各種新型材料測量等。
10,、上千篇文獻(xiàn),，30多年歷史，產(chǎn)品成熟無風(fēng)險,。
該微觀力學(xué)測試分析與培養(yǎng)系統(tǒng)初該系統(tǒng)為軟骨力學(xué)性能檢測所研發(fā),，此后集成了多種配置以滿足更多生物組織和軟質(zhì)材料力學(xué)性能的測量和評估。該儀器的*性能特點(diǎn)--模塊化設(shè)計,，簡易操作平臺,，面向用戶設(shè)計，廣泛應(yīng)用于生物材料檢測，高分子材料檢測以及數(shù)字教學(xué)等領(lǐng)域,，產(chǎn)品得到了業(yè)界廣泛的認(rèn)可和推廣。該系統(tǒng)
相比于傳統(tǒng)的大型力學(xué)測試系統(tǒng),，該微觀力學(xué)測試系統(tǒng)總體較小,，可以實(shí)現(xiàn)桌面化的操作流程，操作過程簡便,。該系統(tǒng)測試方法面,，是多樣化的材料力學(xué)表征工具，是科學(xué)家,、工程師和其他各領(lǐng)域用戶的佳選擇,。在動態(tài)力學(xué)分析、薄膜,、復(fù)合物,、聚合物、生物產(chǎn)品,、醫(yī)學(xué)鑒定和水凝膠等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,。

典型測試材料：

反變形分析：使用 FEniCS 項目的實(shí)驗和數(shù)值評估

Arnaud Mazier、Alexandre Bilger,、Antonio E. Forte,、Igor Peterlik、Jack S. Hale,、Stephane PA Bordas

愛思唯爾預(yù)印本 https://arxiv.org/pdf/2102.13455.pdf

抽象的

在本文中,，我們開發(fā)了一個使用 FEniCS Project 有限元軟件解決反變形問題的框架。我們驗證我們的

使用在重力下從軟硅膠梁獲得的實(shí)驗成像數(shù)據(jù)的方法,。與需要標(biāo)準(zhǔn)彈性問題的多個解決方案的逆迭代算法相比,，所提出的方法可以通過僅解決一個修改后的彈性問題來計算未變形配置。這個修改后的問題具有與標(biāo)準(zhǔn)問題相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性,。該框架是在一個開源管道中實(shí)現(xiàn)的,，可以直接從成像數(shù)據(jù)中進(jìn)行直接和反向變形模擬。我們使用 FEniCS 項目的高級統(tǒng)一形式語言 (UFL) 以變分形式表達(dá)有限元模型并自動導(dǎo)出一致的雅可比行列式,。因此,，管道的設(shè)計是靈活的：例如，它允許通過更改了單行代碼來修改本構(gòu)模型,。

為了表征材料特性,，我們使用 Mach-1 機(jī)械測試系統(tǒng)（Biomomentum，加拿大）作為無側(cè)限壓縮測試的測試臺,。

關(guān)鍵詞：反向變形,，靜止位置，未變形配置，SOFA,，F(xiàn)EniCS 項目,。

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