Language
Country/Area
No result found
为何生物材料在双轴拉伸测试中如此重要？你不知道的背后故事！
在材料科学和固体力学领域，双轴拉伸测试已成为平面材料机械性质表征的一种多用途技术。这种测试同时沿着两个相互垂直的方向对材料样品施加应力，使其成为一种更全面的测试方法。作为测试材料，金属片、矽橡胶弹性体、复合材料、薄膜、纺织物及生物软组织等都是其主要对象。
双轴拉伸测试的目的
双轴拉伸测试可以有效评估不可压缩各向同性材料的机械性质，且所需样本数量相较于单轴拉伸测试更少。生物材料通常拥有定向的微结构，因此这项测试尤其适用于这类材料的机械性质研究。特别是当测试的目的是分析材料的弹性后行为，则单轴测试往往无法提供足够的信息。
双轴拉伸测试在材料学中展现出无可比拟的重要性，特别是在寻求理解应对不同载荷下材料行为的能力时。
测试设备
通常，双轴拉伸机由电动驱动装置、两个负载传感器和夹具系统组成。
电动驱动装置
此装置能够在材料样品上施加一定的位移。若只使用一个电动驱动装置，则两个方向的位移相同，使得只允许均匀双轴应力状态的形成。
负载传感器
两个负载传感器设置于两个正交方向上，用以测量样品所承受的垂直反应力。测试可以在负载控制或位移控制的情况下进行。
夹具系统
夹具系统的设计必须仔细考虑，以确保应力的应用和分布达到理想状态。夹具的设计会影响到负载的传递效能，并应遵循圣维南原则。
样本形状
双轴拉伸测试的成功在很大程度上依赖于样本的形状。目前最常用的几何形状包括方形和十字形样本。对于纤维材料或纤维增强复合材料，纤维必须与载荷方向对齐，以降低剪切应力和避免样品旋转。
确保样本在双轴拉伸测试中的适当形状，对于获取可靠结果至关重要。
方法说明
单轴应力测试通常用于测量材料的机械性能，但许多材料在施加不同的载荷应力时表现出不同的行为。因此，双轴拉伸测试是一种前景广阔的测量方法。小型冲压试验和膨胀测试是应用双轴拉伸状态的两种方法。
小型冲压试验 (SPT)
小型冲压试验是一种微创的现场技术，最早于1980年代开发，用于探究核材料的局部退化。这是一种小体积的测试方法，所需材料极小，避免对现役部件造成显著影响。
液压膨胀测试 (HBT)
液压膨胀测试用于确定薄材料的机械性质。该方法能更好地描述薄膜在较大应变下的塑性特性，特别是在压制成型过程中，因为这些过程一般会导致较大的应变。
气体膨胀测试 (GBT)
气体膨胀测试与液压膨胀测试类似，不同的是它利用高压气体来对薄膜样本施加背压。这使得它在研究疲劳、低温及高温机械性质方面显得格外有用。
结论
双轴拉伸测试不仅能够评估生物材料及其他材料的机械性质，还能提供其在实际应用中的行为模型。随着技术的进步和需求的上升，巩固双轴拉伸测试的标准和方法显得尤为重要。我们不禁要思考，未来这项技术将如何继续改变材料科学的面貌?
