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我知道許多客戶需要測(cè)量形狀不確定的組織樣品的機(jī)械性能。但是，必須了解樣品的幾何形狀才能準(zhǔn)確測(cè)量其機(jī)械性能。根據(jù)定義，機(jī)械測(cè)試處理固體樣品（例如，當(dāng)樣品放置在平坦表面上時(shí)將保持其原始形狀）。對(duì)于液體，我們將使用流變學(xué)來評(píng)估其機(jī)械性能，如粘度。軟真皮組織或肝臟組織等生物組織可能介于固體和液體之間，因此在使用機(jī)械測(cè)試儀評(píng)估其機(jī)械性能時(shí)需要牢記這一點(diǎn)（這里如果使用流變儀也不會(huì)有更好的測(cè)試結(jié)果）。
當(dāng)樣品無法切割成規(guī)則幾何形狀（如圓盤或方形棱鏡）時(shí)，您需要找到一種方法將其重塑為已知幾何形狀以獲得可重復(fù)的結(jié)果。
在一項(xiàng)研究中，客戶需要在凝膠的無限制壓縮下測(cè)試機(jī)械性能，然后從注射器中地?cái)D出0.8mL凝膠。從注射器中取出的樣品看起來像一團(tuán)已知體積為0.8mL的凝膠。為了將其重塑為已知的幾何形狀，我們將凝膠轉(zhuǎn)移到無側(cè)限壓縮裝置的底部壓板上，同時(shí)使用刮刀將其平滑地重塑為圓盤，厚度約為6mm。然后我們使用 Mach-1 將頂板地帶到 5 毫米處，將斑點(diǎn)壓縮成厚度為 5 毫米的圓盤。由于我們知道凝膠的體積為0.8mL，因此我們知道在5mm的厚度下，這將對(duì)應(yīng)于14.3mm的直徑。從側(cè)面看，走近卡尺，我們可以看到直徑非常接近理論的14.3毫米。通過查看圖像，我們看到圓盤不是一個(gè)圓柱體，因?yàn)檫吘壥菆A形的，但考慮到直徑為 5 毫米、直徑為 14.3 毫米的圓盤構(gòu)成了相當(dāng)好的形狀近似值，并且由于所有樣品看起來都相似，結(jié)果非?？芍貜?fù)。
在下圖中樣本中，圖像中使用的壓頭看起來像一個(gè)直徑為3mm的扁平壓頭，所以我的猜測(cè)是客戶使用直徑為6mm的打孔器取樣，樣品的厚度約為2mm。在圖像中，我們看到樣品沒有保持其形狀，因?yàn)樗诘撞繅喊迳蠑U(kuò)散。此外，它粘在壓頭上使測(cè)量更加困難。測(cè)試這些樣品的一種方法（類似于我之前描述的）是假設(shè)直徑為6mm，并將頂部平壓頭帶到圓盤的厚度（約2mm，或者您可以使用相機(jī)和/或查找接觸功能進(jìn)行更的測(cè)量）。為了在無側(cè)限壓縮下進(jìn)行測(cè)試，頂板應(yīng)比樣品直徑寬（至少8mm）。請(qǐng)注意，在圖像中，您使用的是3mm的扁平壓頭，這對(duì)于無側(cè)限壓縮是不夠的，對(duì)于壓痕來說太大（直徑應(yīng)小于樣品直徑的1/3，以避免樣品邊緣的失真效應(yīng)）。此外，由于樣品粘在壓頭上，因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要始終保持壓頭與樣品接觸。建議在鹽浴中進(jìn)行測(cè)試，或者在測(cè)試過程中至少保持樣品的濕度，因?yàn)闃悠犯稍飼?huì)顯著影響機(jī)械性能。
該樣品的另一種測(cè)試配置是將其限制在6毫米深的圓柱形孔中，并使用球形壓頭（例如1毫米壓頭）測(cè)量壓痕下的厚度和剛度。直接在斑點(diǎn)形樣品上的球形壓痕將導(dǎo)致結(jié)果不一致。這僅適用于較硬的樣品，當(dāng)大部分樣品在壓痕過程中不移動(dòng)并且基板可以描述為半無限平坦的基板時(shí)。
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