[发明专利]面向离体皮肤组织力学性能测试的双向拉伸试验机及方法

说明书

本发明公开了一种面向离体皮肤组织力学性能测试的双向拉伸试验机，包括环境箱、底座、x正向拉伸机构、x负向拉伸机构、y正向拉伸机构、y负向拉伸机构；所述x正向拉伸机构、x负向拉伸机构、y正向拉伸机构、y负向拉伸机构的结构相同；所述x正向拉伸机构、x负向拉伸机构、y正向拉伸机构及y负向拉伸机构呈十字形排列固定在底座上；所述环境箱包括环境箱箱体及环境箱密封门；所述环境箱箱体内设有环境箱控制系统、冷风管及热风管。本发明能够完成在配备加热装置的条件下，基于交流伺服电机的高精度控制进行正交双轴的变比例/变应变率双向拉伸试验，也可进行单向拉伸、压缩试验。

技术领域

本发明属于离体皮肤组织力学性能实验技术领域，具体涉及一种面向离体皮肤组织力学性能测试的双向拉伸试验机及方法。

背景技术

由于皮肤组织是非均匀材料，其性能具有多样、各向异性、非线性和黏弹性的特点，影响皮肤力学性能的因素是众多的，例如年龄、性别、在人体上的位置、水化作用、PH值、相对湿度以及一天中的不同时间段，以及不同个体之间皮肤性能的适应性和可变性，使得皮肤表现出非常复杂的力学行为。因此，仅仅采用传统的单向拉伸试验方法所获取的材料性能进行皮肤变形行为的相关研究远远不够，而挖掘皮肤双向加载力学性能，并进而确立精确的材料模型迫在眉睫。

采用十字形试件进行双向拉伸试验是近几年发展起来的研究各向异性板料变形行为的实验方法，该方法通过控制两轴的载荷或位移大小，使中心区处于不同的应力应变状态，从而得到不同加载路径下双拉区的任意屈服点，目前成为该领域的研究热点。

现有的双向拉压试验机，主要是基于液压控制的双向拉压试验机，具有拉伸试验精确控制难、装置的复杂程度较高、试验机现场卫生条件差等诸多问题。

另外，温度是影响皮肤性能的重要影响因素，如何将被拉伸离体皮肤置于一个密闭环境箱，且可根据实验要求灵活调节环境箱内温度的问题备受关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向离体皮肤组织力学性能测试的双向拉伸试验机及方法，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种面向离体皮肤组织力学性能测试的双向拉伸试验机，包括环境箱、底座、x正向拉伸机构、x负向拉伸机构、y正向拉伸机构、y负向拉伸机构；所述x正向拉伸机构、x负向拉伸机构、y正向拉伸机构、y负向拉伸机构的结构相同；

所述x正向拉伸机构、x负向拉伸机构、y正向拉伸机构及y负向拉伸机构呈十字形排列固定在底座上；

所述底座包括中心床身、x正向周边床身、x负向周边床身、y正向周边床身、y负向周边床身；所述x正向拉伸机构固定在所述x正向床身的上面；所述x负向拉伸机构固定在所述x负向上床身的上面；所述y正向拉伸机构固定在所述y正向床身的上面；所述y负向拉伸机构固定在y负向床身的上面；

所述中心床身包括中心底座盖板及中心底座，所述中心底座盖板设于所述中心底座之上；所述x正向周边床身、x负向周边床身、y正向周边床身、y负向周边床身结构相同，由周边床身底座构成；

所述环境箱包括环境箱箱体及环境箱密封门；所述环境箱箱体固定在所述中心底座盖板上；所述环境箱箱体内设有环境箱控制系统、冷风管及热风管；

所述x正向拉伸机构包括x正向拉伸模组，所述x正向拉伸模组包括拉伸筒；所述环境箱箱体四面开有圆孔，所述圆孔允许所述拉伸筒在所述环境箱内沿所在轴水平运动，保证环境箱相对密闭。

进一步地，所述中心底座及周边床身底座设有用于调整所述中心底座及周边床身底座水平度的水平调节地脚。

进一步地，所述x正向拉伸机构还包括x正向丝杠模组、x正向线性滑轨副、拉伸座、拉力传感器、拉拉力传感器安装座、丝母座连接板；