Bu eser Ulusal Bilim Vakfı [mekanik malzemeler ve yapılar Program numarası 1562656 vermek,]; tarafından desteklenen ve makine mühendisleri [Haythornthwaite Genç Araştırmacı Ödülü] American Society.

<ol>
	<li>Wegst, U. G., Bai, H., Saiz, E., Tomsia, A. P., Ritchie, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired+structural+materials.">Bioinspired structural materials.</a> Nat. Mater. 14 (1), 23-36 (2015).</li><li>Meyers, M. A., McKittrick, J., Chen, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+biological+materials:+critical+mechanics-materials+connections.">Structural biological materials: critical mechanics-materials connections.</a> Science. 339 (6121), 773-779 (2013).</li><li>Bodde, S. G., Meyers, M. A., McKittrick, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+the+mechanical+and+structural+properties+of+cortical+rachis+keratin+of+rectrices+of+the+Toco+Toucan+(Ramphastos+toco).">Correlation of the mechanical and structural properties of cortical rachis keratin of rectrices of the Toco Toucan (Ramphastos toco).</a> J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 4 (5), 723-732 (2011).</li><li>Gibson, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hierarchical+structure+and+mechanics+of+plant+materials.">The hierarchical structure and mechanics of plant materials.</a> J. R. Soc. Interface. , (2012).</li><li>Monn, M. A., Kesari, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+structure-property+connection+in+the+skeletal+elements+of+the+marine+sponge+Tethya+aurantia+that+guards+against+buckling+instability.">A new structure-property connection in the skeletal elements of the marine sponge Tethya aurantia that guards against buckling instability.</a> Sci. Rep. 7, (2017).</li><li>Monn, M. A., Weaver, J. C., Zhang, T., Aizenberg, J., Kesari, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+functional+insights+into+the+internal+architecture+of+the+laminated+anchor+spicules+of+Euplectella+aspergillum.">New functional insights into the internal architecture of the laminated anchor spicules of Euplectella aspergillum.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112 (16), 4976-4981 (2015).</li><li>Monn, M. A., Kesari, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+bending+failure+strain+in+biological+glass+fibers+due+to+internal+lamellar+architecture.">Enhanced bending failure strain in biological glass fibers due to internal lamellar architecture.</a> J. Mech. Behav. Biomed. Mater. , (2017).</li><li>Levi, C., Barton, J. L., Guillemet, C., Bras, E., Lehuede, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+remarkably+strong+natural+glassy+rod:+the+anchoring+spicule+of+the+Monorhaphis+sponge.">A remarkably strong natural glassy rod: the anchoring spicule of the Monorhaphis sponge.</a> J. Mater. Sci. Letters. 8 (3), 337-339 (1989).</li><li>Kesari, H., Doll, J. C., Pruitt, B. L., Cai, W., Lew, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+surface+roughness+in+hysteresis+during+adhesive+elastic+contact.">Role of surface roughness in hysteresis during adhesive elastic contact.</a> Philos. Mag. Lett. 90 (12), 891-902 (2010).</li><li>Croisier, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+testing+of+electrospun+PCL+fibers.">Mechanical testing of electrospun PCL fibers.</a> Acta Biomater. 8 (1), 218-224 (2012).</li><li>Haque, M. A., Saif, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+MEMS-based+microscale+and+nanoscale+tensile+and+bending+testing.">A review of MEMS-based microscale and nanoscale tensile and bending testing.</a> Exp. Mech. 43 (3), 248-255 (2003).</li><li>Gudlavalleti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mechanical testing of solid materials at the micro-scale. , (2002).</li><li>Tohmyoh, H., Ishihara, M., Akanda, M. S., Yamaki, S., Watanabe, T., Iwabuchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+determination+of+the+structural+elasticity+of+human+hair+by+a+small-scale+bending+test.">Accurate determination of the structural elasticity of human hair by a small-scale bending test.</a> J. Biomech. 44 (16), 2833-2837 (2011).</li><li>Waters, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Contact mechanics of biologically-inspired interface geometries. , (2009).</li><li>Dai, Z., Gorb, S. N., Schwarz, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roughness-dependent+friction+force+of+the+tarsal+claw+system+in+the+beetle+Pachnoda+marginata+(Coleoptera,+Scarabaeidae).">Roughness-dependent friction force of the tarsal claw system in the beetle Pachnoda marginata (Coleoptera, Scarabaeidae).</a> J. Exp. Biol. 205 (16), 2479-2488 (2002).</li><li>Tramacere, F., Kovalev, A., Kleinteich, T., Gorb, S. N., Mazzolai, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+mechanical+properties+of+Octopus+vulgaris+suckers.">Structure and mechanical properties of Octopus vulgaris suckers.</a> J. R. Soc. Interface. 11 (91), (2014).</li><li>Ehrlich, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructural+organization+of+naturally+occurring+composites:+Part+I.+Silica-Collagen-based+biocomposites.">Nanostructural organization of naturally occurring composites: Part I. Silica-Collagen-based biocomposites.</a> J. Nanomater. 53, (2008).</li><li>Ehrlich, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mineralization+of+the+meter-long+biosilica+structures+of+glass+sponges+is+templated+on+hydroxylated+collagen.">Mineralization of the meter-long biosilica structures of glass sponges is templated on hydroxylated collagen.</a> Nat. Chem. 2, 1084-1088 (2010).</li><li>Ehrlich, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+evidence+of+the+presence+of+chitin+in+skeletons+of+marine+sponges.+Part+II.+Glass+sponges+(Hexactinellida:+Porifera).">First evidence of the presence of chitin in skeletons of marine sponges. Part II. Glass sponges (Hexactinellida: Porifera).</a> J. Exp. Zoo. 308 (4), 473-483 (2007).</li><li>Ehrlich, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitin+and+collagen+as+universal+and+alternative+templates+in+biomineralization.">Chitin and collagen as universal and alternative templates in biomineralization.</a> Int. Geol Rev. 52, 661-699 (2010).</li><li>Ehrlich, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercontinuum+generation+in+naturally+occurring+glass+sponge+spicules.">Supercontinuum generation in naturally occurring glass sponge spicules.</a> Adv. Opt. Mater. 4 (10), 1608-1613 (2016).</li><li>Ehrlich, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcite+reinforced+silica-silica+joints+in+the+biocomposite+skeleton+of+deep-sea+glass+sponges.">Calcite reinforced silica-silica joints in the biocomposite skeleton of deep-sea glass sponges.</a> Adv. Funct. Mater. 21, 3473-3481 (2011).</li><li>Werner, P., Blumtritt, H., Zlotnikov, I., Graff, A., Dauphin, Y., Fratzl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+microscope+analyses+of+the+bio-silica+basal+spicule+from+the+Monorhaphis+chuni+sponge.">Electron microscope analyses of the bio-silica basal spicule from the Monorhaphis chuni sponge.</a> J. Struct. Biol. 191 (2), 165-174 (2015).</li><li>Kolednik, O., Predan, J., Fischer, F. D., Fratzl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired+Design+Criteria+for+Damage-Resistant+Materials+with+Periodically+Varying+Microstructure.">Bioinspired Design Criteria for Damage-Resistant Materials with Periodically Varying Microstructure.</a> Adv. Funct. Mater. 21 (19), 3634-3641 (2011).</li><li>Weaver, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unifying+design+strategies+in+demosponge+and+hexactinellid+skeletal+systems.">Unifying design strategies in demosponge and hexactinellid skeletal systems.</a> J. Adhes. 86 (1), 72-95 (2010).</li><li>Walter, S. L., Flinn, B. D., Mayer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+toughening+of+a+natural+rigid+composite.">Mechanisms of toughening of a natural rigid composite.</a> Mater. Sci. Eng. C. 27 (3), 570-574 (2007).</li><li>Ehrlich, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silica+biomineralization+in+Sponges.">Silica biomineralization in Sponges.</a> Encyclopedia of Geobiology. , 796-808 (2011).</li><li>Zlotnikov, I., Werner, P., Fratzl, P., Zolotoyabko, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eshelby+Twist+as+a+possible+source+of+lattice+rotation+in+a+perfectly+ordered+protein/silica+structure+grown+by+a+simple+organism.">Eshelby Twist as a possible source of lattice rotation in a perfectly ordered protein/silica structure grown by a simple organism.</a> Small. 11 (42), 5636-5641 (2015).</li><li>Zlotnikov, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+perfectly+periodic+three-dimensional+protein/silica+mesoporous+structure+produced+by+an+organism.">A perfectly periodic three-dimensional protein/silica mesoporous structure produced by an organism.</a> Adv. Mater. 26 (11), 1682-1687 (2014).</li><li>Gere, J. M., Timoshenko, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+5:+Stresses+in+Beams.">Chapter 5: Stresses in Beams.</a> Mechanics of materials. , 205-217 (1997).</li><li>Baratta, F. I., Matthews, W. T., Quinn, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Errors associated with flexure testing of brittle materials. , (1987).</li><li>Quinn, G. D., Sparenberg, B. T., Koshy, P., Ives, L. K., Jahanmir, S., Arola, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexural+strength+of+ceramic+and+glass+rods.">Flexural strength of ceramic and glass rods.</a> J. Test. Eval. 37 (3), 1-23 (2009).</li><li>Tattersall, H. G., Tappin, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+work+of+fracture+and+its+measurement+in+metals,+ceramics+and+other+materials.">The work of fracture and its measurement in metals, ceramics and other materials.</a> J. Mater. Sci. 1 (3), 296-301 (1966).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

İletişim kuralı birkaç adım kuvvetler ve talebiyle doğru ölçülür sağlamak için özellikle önemlidir. Bazı kritik adımlar tüm üç sayılık bükme testleri için evrensel olmakla birlikte, bu mekanik test aygıt için benzersiz diğerleri.
Adım 1.2 LP ayna temizlenir ve çizikler için kontrol Protokolü ve Adım 1,6 Protokolü'nün FODS kazanç ayarlanır. Kazanç ve LP ayna yansıma adımları 2, 4ve 5 iletişim kuralı için sabit olduğu için önemlidir. Bu nedenle, iki kalibrasyon adımları (adımları 2 ve 4 Protokolü) hemen bükme test önce (Adım 5 iletişim kuralı) yapılmalıdır.
Adımları 1.9 ve 3.7 Protokolü'nün sahne yalıtım masa yüzeyi ile ilgili dümdüz edildi. Aşağıdaki adımları emin <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq2.jpg"> güç iğne'nın boyuna eksenine dikey bileşendir. Böylece konsol, LP ayna ve yüzey FODS ile tüm yalıtım tablo yüzeyine paralel mekanik test aygıtı çerçevesinde üretilmektedir. Bu kuvvet sensör bileşen kuvvet ve deplasman yalıtım tablo yüzeye normal ölçmek anlamına gelir. Sahne Alanı'nın üstündeki bir açı tarafından yanlış hizalanmış olup olmadığını <img alt="Equation 53" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq53.jpg"> yalıtım masa yüzeyi ile ilgili olarak, o zaman LPT ölçülen yerinden olacak <img alt="Equation 55" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq55.jpg"> </img>, nerede <img alt="Equation 54" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq54.jpg"> yönünde gerçek deplasman dik olduğunu iğne'nın boyuna ekseni (bkz. Şekil 7). Beri <img alt="Equation 56" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq56.jpg"> </img>, bu bir yere sonuç tahmin uygulanan kuvvetlerin ve iğne talebiyle denklemler (1) ve (2) başına tahmin altında.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56571/56571fig7.jpg"> 
Şekil 7: Deplasman ölçümler tesviye sahne etkisi. (A) sahne bir açıyla eğik <img alt="Equation 53" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq53.jpg"> </img>, yalıtım masa yüzeyi ve konsol alt yüzeyi ile ilgili. (B) LP dikey yönde yerinden <img alt="Equation 50" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq50.jpg"> (bakınız şekil 1 (D)), FODS tarafından ölçülür. LP deplasman iğne'nın eksenine dikey yönde bileşenidir <img alt="Equation 54" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq54.jpg"> </img>. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56571/56571fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Adımları 5.1-5,3 LPT olduğunu Protokolü'nün orta yol Trench'in span konumlandırılmış. Orta alanı ile ilgili olarak LPT kayma 31,32olduğundan daha sert görünen numune neden olur. Diğer bir deyişle, iğne'nın deplasman aynı güç orta açıklıklı uygulandıysa hangi ölçülen daha küçük olacak. Bu tür bir kayma değil sahne sahne taban plakası kaldırma veya xayarlama önlenebilir-merkezleme yordamı tam (adımları 5.1-5,3 Protokolü) sonra eksen sahne konumu.
Böylece FODS çıkış gerilimleri eksiksiz 1.8 için 4.5 V olarak bükme sırasında yayılan kuvvet ve deplasman ölçümleri göreceli ölçüm belirsizliği azaltmak için konsol sertlik seçilmesi gerekir ki bu yöntem bir sınırlama olduğunu test. Ancak, bu gerilim aralığı sadece (bkz. şekil 6 (C)) başarısız olmadan önce iğne yer değiştirme ile aynı olduğu kabaca yaklaşık ≈250 µm, bir konsol yer değiştirme karşılık gelir. Bu konsol ve iğne benzer stiffnesses olduğu anlamına gelir. Bu elastik yanıt ve spicules güç özelliklerini ölçmek için sorunlu olmasa da, bu spicules tokluk özellikleri doğru ölçüm engel. Bunun nedeni doğru ölçüm tokluk özellikleri sağlamak için iğne bir boşlukta bir kontrollü şekilde 33yaymak gerekir. Genellikle test aygıtı numune 33çok sert ise sadece budur. Test aygıtı sertliği artırmak için daha duyarlı bir deplasman sensör FODS yerine kullanılabilir.
E. aspergillum spicules üzerinde bükme testi Protokolü gösterdi iken, mekanik test cihazı diğer LBBSs ve sentetik malzemeler de üç sayılık bükme testleri gerçekleştirmek için kullanılabilir. Mekanik test cihazlarıyla 0.01, kesit çapı aralığı 1 mm ve hendek için 1-10 mm arasında yayılan numuneler için uygundur. Böylece örnek sahne alanı boyunca alamazsınız büyük çapları için örnek sahne yeniden. Sahne Alanı'nın yüzey pürüzlülüğü numune haddeleme gelen önlemek için yeterli çünkü bu spicules gibi daha küçük lifleri için bir sorun değil. Hendek kenarları ve LPT yarıçaplarını da örnek desteklenen 31,32nerede noktalarda yerel hasar tanıtımı önlemek için daha büyük yapılmalıdır. Ayrıca, plaka tesviye sahne sahne taban plakası tutturulmuş (bkz. şekil 4A) Kuvvetleri ≈1 aşmanız durumunda sahne devirme önlemek için Adım 3.7 Protokolü'nün sonra ¼"-20 yuva baş cap vidaları kullanarak N.
Doğru kuvvet ve deplasman ölçüm için konsol'ın sertlik her zaman çerçevenin sertlik (≈107 N/m) çok daha küçük olmalıdır. Bu gereksinim, bu aygıt tarafından ≈25 N. için uygulanacak en fazla kuvvet sınırlar Sonuç olarak, bir örnek bu cihaz testi gerçekleştirmek için kullanılabilir olup olmadığını belirlemek için bir bükme testi gerçekleştirmeden önce dayanabilir maksimum güç tahmin etmek önemlidir.
Bu eser protokolü, teknik çizimler sağlar (bkz: ek dosya 1) ve yazılım (bkz: ek kod dosyaları) üreten ve bizim mekanik test aygıtı kullanmak için. Bu umut verici bir biçimde doğru bir şekilde pek çok farklı LBBSs bükülme davranışını ölçmek için bir platform sağlayacaktır. Bu ölçümler bir LBBS'ın mimari ve mekanik özellikleri arasındaki ilişki daha derin bir anlayış geliştirmek için bir önkoşuldur.

Biyolojik yapıları (LBBSs), shell ve kemik gibi taşıyıcı mimarileri inceleyerek, mühendisler güçlü ve sert 1yeni kompozit malzemeler geliştirdik. Bu olağanüstü mekanik özellikleri, LBBSs ve biyo-ilham karşılıkları onların karmaşık iç mimarileri 2' ye ilişkilidir gösterilmiştir. Ancak, LBBS mimarileri ve mekanik özellikleri arasındaki ilişkileri tam olarak anlaşılmış değildir. Bir LBBS'ın mekanik yanıt ölçme nasıl mimarisi mekanik özelliklerini geliştirir anlamak doğru ilk adımdır.
Ancak, bir LBBS'ın mekanik yanıt ölçmek için kullanılan test türü ile mekanik işlevini tutarlı olması önemlidir. Tüyler aerodinamik yükler desteklemesi gerekir beri Örneğin, bir tüy rachis birincil işlevi bükülme sertliği 3sağlamaktır. Bu nedenle, bir bükme testi onun mekanik yanıt ölçmek için bir uniaxial gerilim test için tercih edilir. Aslında, birçok LBBSs — gibi tüy rachises 3, 4ve spicules 5,6,7,8çim kaynaklanıyor — öncelikle bükme tarafından delmeyin. Bunun nedeni bu LBBSs ince —Yani, uzunlukları genişlik ve derinlik çok daha büyük. Kuvvetler ve onlar daha önce başarısız olan dayanabilir talebiyle 10-2 10'a değişir çünkü ancak, bu LBBSs üzerinde bükme testleri gerçekleştirme zordur2 N ve 10-4 ile 10-3 m, sırasıyla 3 , 4 , 5 , 7 , 8. sonuç olarak, bu mekanik testleri gerçekleştirmek için kullanılan bir aygıttan kuvvet ve Deplasman olarak ≈10-5 N ve ≈10-7 m (yani, % 0,1 oranında sensör ölçülebilir maksimum güç ve öteleme), sırasıyla sahiptir.
Piyasada bulunan, büyük ölçek, mekanik test sistemleri genellikle güçleri ve talebiyle ile bu kararlılık ölçemezsiniz. Atomik kuvvet mikroskobu tabanlı 9,10 veya Mikroelektromekanik 11 tabanlı sistemler test cihazları yeterli çözünürlüğe sahip, onlar ölçmek maksimum güç (ilgili uzaklık) daha küçük iken LBBS dayanabilir maksimum güç (ilgili uzaklık). Bu nedenle, bu LBBSs, mühendisler ve bilim adamları bükme testleri gerçekleştirmek için özel olarak oluşturulmuş mekanik test cihazları 5,7,12,13tarihinde güvenmek gerekir. Özel olarak oluşturulmuş bu cihazlar birincil avantajı kuvvetler ve talebiyle büyük aralıkları hizmet verebilir olmasıdır. Ancak, inşaat ve işletme bu cihazların değil de belgelerde yer literatürde.
Üç nokta bükme test ölçebilirsiniz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak performans 10-5 101 N talebiyle 10-7 10-2 m arasında değişen çeşitli zorlar için bir protokol tanımlanır. Teknik çizimler, mekanik test aygıt bileşenlerinin tüm boyutları da dahil olmak üzere ek malzeme temin edilmektedir. Mekanik test cihazlarıyla birincil avantajı kuvvet ve yer değiştirme aralıkları kolaylıkla farklı LBBSs uyacak şekilde ayarlanabilir olmasıdır. Cihazın çalışma prensibi bir Atomik kuvvet mikroskobu 9için benzer. Bu cihazda bir örnek bir paslanmaz çelik plaka kesim bir siper boyunca yerleştirilir (bkz. şekil 1A-C). Hendek yayılımı 1278 ± 3 µm olmak optik Filmler ölçülür (ortalama ± standart sapma; n = 10). Hendek kenarları numune bükme test sırasında (bkz: şekil 1 cve D) destekler. Bu örnek sahne bir üç eksenli çeviri Sahne Alanı'na bağlı ve kama Trench'in span midway bulunur bir alüminyum kama altında konumlandırılmış (bkz. şekil 1C). Sahneye taşıyarak <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq1.jpg"> (bkz: şekil 1A, ve C), numune eğmek için örnek neden kama itilir.
Biz takoz yükleme noktası uç (LPT) ve kama (LP) yükleme noktası olarak içeren aygıtı bileşeni olarak bakın. LP kimin deplasman fiber optik deplasman algılayıcı (FODS) tarafından ölçülür bir konsol sonuna eklenir. FODS LP üst yüzeyinde bulunan bir ayna kapalı yansıyan kızılötesi ışık yayar (bkz. şekil 1B) ve FODS bir optik lif tarafından alınan. Bir ≈5 mm kare parça parlak silikon gofret LP ayna olarak kullanılır ve epoksi kullanarak LP yapıştırılmış. FODS talebiyle yoğunluklarda verilmiş ve yansıyan ışık karşılaştırarak ölçer. Prensibine göre sertlik ve deplasman güç hesaplamak için kullanılan <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq2.jpg"> </img>, kama numune ile etkileşimi nedeniyle tarafından deneyimli. Prensibine göre deplasman da numune'nın kesit kama altında çıkarılması hesaplamak için kullanılan <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq3.jpg"> </img>. Mikro ve makro ölçekli mekanik test çalışmaları 10,11,12,13,14bir dizi konsol tabanlı kuvvet sensörleri kullanılmaktadır. Burada sunulan özel tasarım yapışkanlı kişi deneyler 14gerçekleştirmek için kullanılan mekanik test cihazı adapte. Benzer bir tasarım bir piyasada bulunan mikro-tribometer 15,16' da kullanılmıştır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56571/56571fig1.jpg"> 
Şekil 1: özel olarak oluşturulmuş mekanik test aygıtı bakış. (A) A bilgisayar destekli tasarım işleme cihazın. Sahne alanı bileşenleri yeşil renkle vurgulanmıştır. Yarı mamul (konsol, yükleme noktası (LP)) algılama kuvvet kırmızı ile vurgulanacaktır. (B) A (A) görünümünü büyütülmüş. LP ayna mavi LP FODS altında üst yüzeyinde gösterilir ve LPM etiketlenir. (C) çeviri sahne hareket açıklamak için kullanılan koordinat sistemi. İnci seviyelendirme ileAdım 1.9 protokolünün aşamasında e <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq1.jpg"> yön LP ayna yüzeye normal vektör ile aynı tarihte yapılır. (D) A şematik iğne ve ölçülen talebiyle deformasyon gösterilen üç sayılık bükme yapılandırma <img alt="Equation 49" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq49.jpg"> </img>, ve <img alt="Equation 50" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq50.jpg"> </img>. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56571/56571fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Yetenekleri içinde deniz sünger Euplectella aspergillum6,7. iskelet öğeleri üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirerek gösterilen Bu sünger'ın iskelet filamentler, spicules (bkz. Şekil 2A) adı verilen bir derlemedir. Spicules ≈50 µm kalınlığında ve öncelikle 6silis oluşur. Biosilica tabanlı spicules Demospongiae, Homoscleromorpha ve Hexactinellida sınıflarına ait sünger bulunur. Hexactinellida sınıfına ait Süngerler, E. aspergillumgibi "cam sünger" da bilinen Cam sünger spicules öncelikle silis oluşur iken, bu silis kez her iki kollajen 17,18 veya kitin 19,20 oluşan organik bir matris içeren gösterilmiştir , 21. organik bu matris silis biomineralization 18,20içinde önemli bir rol oynar. Ayrıca, bazı spicules organik matrix Ayrıca kalsiyum 22biomineralization için bir şablon olarak hizmet vermektedir. Silis içinde ek olarak dağıtılmakta, organik matris aynı zamanda iğne'nın silis konsantrik, silindirik lamellae 6,23bölme ayrı Katmanlar oluşturabilir. Bu konsantrik, lamel mimari spicules deformasyon davranış 6,7,8,24,25,26 etkileyebilir gösterilmiştir . Sonuç olarak, spicules mekanik özellikleri onların kimya birleşimiyle belirlenir (i.e., Silis-protein kompozit kimyasal yapısı) ve onların mimari 27. Cam sünger spicules mimarisini ve kimyasal yapısını hala soruşturma 24,28,29altında bulunmaktadır.
E. aspergillum spicules çoğunu birlikte forma sert bir iskelet kafes çimentolu. Ancak, iskelet tabanında çok uzun (bkz. Şekil 2A) çapa spicules bilinen (≈10 cm) spicules bir tutam yoktur. Biz üç sayılık bükme testi çapa spicules küçük bölümler üzerinde gerçekleştirmek için protokol tanımlamak.
1. adım ' nın protokol, montaj ve özel olarak oluşturulmuş mekanik test aygıt bileşenlerini hizalama yordamı açıklanmıştır. Adım 2 ve 4 Protokolü'nün kuvvetler ve talebiyle bükme testi hesaplamak için kullanılan oluşturma kalibrasyon verileri için yönergeler sağlar. Bir iğne bir bölümünü hazırlamak ve test fikstür monte gerçekleştirilen adımları Adım 3'teaçıklanmıştır. İğne bölümünde bükme testi yürütmek için yordam Adım 5'teaçıklanmıştır. Son olarak, Temsilcisi sonuçları bölümünde adımları 2 ve 4 elde kalibrasyon verileri birlikte Adım 5'te elde edilen bükme test verileri hesaplamak için kullanılan <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq2.jpg"> ve <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq3.jpg"> </img>.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56571/56571fig2.jpg"> 
Resim 2: kesit ve E. aspergillum spiculesteftiş için yordam. (A) E. aspergillumiskelet. Müstakil çapa spicules tutam iskelet tabanında gösterilir. Ölçek çubuğu ~ 25 mm tek çapa iğne #00000 kırmızı samur fırça kullanarak ve jilet kullanarak kesitli bir mikroskop slayt üzerinde yerinde tutulur. (B) olduğunu. Ölçek çubuğu ~ 12 mm bir E. aspergillum iğne bir bölümünü hendek arasında örneği Sahne Alanı'nda yerleştirilir. (C) olduğunu. Hendek kenarları ve hendek ridge deniz mavisi ve turuncu, sırasıyla vurgulanır. İğne Siperi ridge karşı kendi ekseni hendek kenarlarına dik olması için itilir. Adım 3,4 nasıl bir iğne bölümü oluşmuşsa ve atılmalıdır belirleneceği açıklanır Protokolü'nün açıklandığı muayene yordam geçirmeden bir iğne (D) A test. Birçok çatlaklar içeren ve Adım 3.4 Protokolü'nün açıklandığı muayene yordamı başarısız olur silis katmanları büyük bölümü eksik bir iğne (E) A test. Ölçek çubukları 250 µm (C), 100 µm (D) ve 100 µm (E) =. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56571/56571fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

<table><tbody><tr><td>TMC 36&quot; x 48&quot; isolation table with 4&quot; CleanTop breadboard</td><td>TMC</td><td>63-563</td><td>Isolation Table</td></tr><tr><td>Diffeential Screw Adjuster</td><td>Thorlabs</td><td>DAS110</td><td>For stage leveling plate</td></tr><tr><td>1&quot; Travel Micrometer Head with 0.001&quot; Graduations</td><td>Thorlabs</td><td>150-801ME</td><td>For stage leveling plate</td></tr><tr><td>Right-Angle Bracket for PT Series Translation Stages, 1/4&quot;-20 Mounting Holes</td><td>Thorlabs</td><td>PT102</td><td>For microscope mount</td></tr><tr><td>1&quot; Dovetail Translation Stage, 1/4&quot;-20 Taps</td><td>Thorlabs</td><td>DT25</td><td>For microscope mount</td></tr><tr><td>1&quot; Translation Stage with 1/4&quot;-170 Adjustment Screw, 1/4&quot;-20 Taps</td><td>Thorlabs</td><td>PT1B</td><td>For microscope mount</td></tr><tr><td>12&quot; Length, Dovetail Optical Rail</td><td>Edmund Optics</td><td>54-401</td><td>For microscope mount</td></tr><tr><td>2.5&quot; Width, Dovetail Carrier</td><td>Edmund Optics</td><td>54-404</td><td>For microscope mount</td></tr><tr><td>0.5&quot; Width, Dovetail Carrier</td><td>Edmund Optics</td><td>54-403</td><td>For microscope mount</td></tr><tr><td>InfiniTube Mounting C-Clamp with &amp;frac14;-20</td><td>Edmund Optics</td><td>57-788</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>Standard (with no In-Line Attachment), InfiniTube</td><td>Edmund Optics</td><td>56-125</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>Standard In-Line Attachment (Optimized at 2X-10X), InfiniTube</td><td>Edmund Optics</td><td>56-126</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>Mitutoyo/Achrovid Objective Adapter (M26 to M27)</td><td>Edmund Optics</td><td>53-787</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>5X Infinity Achrovid Microscope Objective</td><td>Edmund Optics</td><td>55-790</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>0.316&quot; ID, Fiber Optic Adapter SX-6</td><td>Edmund Optics</td><td>38-944</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>&amp;frac14;&quot; x 36&quot;, Flexible Fiber Optic Light Guide</td><td>Edmund Optics</td><td>42-347</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>115V, MI-150 Fiber Optic Illuminator w/IR Filter and Holder</td><td>Edmund Optics</td><td>55-718</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>Allied Vision Manta G-223 2/3&quot; Color CMOS Camera</td><td>Edmund Optics</td><td>88-452</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>Power Supply for Manta/ Guppy Pro/ Stingray/ Pike</td><td>Edmund Optics</td><td>68-586</td><td>Microscope component</td></tr><tr><td>1/4&quot; Travel Single Axis Translation Stage</td><td>Thorlabs</td><td>MS1S</td><td>FODS micrometer</td></tr><tr><td>Analog Reflectance Dependent Fiber Optic Displacement Sensor</td><td>Philtec</td><td>D20</td><td>FODS</td></tr><tr><td>30V, 3A DC Power Supply</td><td>Agilent</td><td>U8001A</td><td>Power supply for DAQ and FODS</td></tr><tr><td>14-Bit, 48 kS/s Low-Cost Multifunction DAQ</td><td>National Instruments</td><td>USB-6009</td><td>DAQ for FODS</td></tr><tr><td>Three Axis Motorized Translation Stage</td><td>Thorlabs</td><td>Thorlabs T25 XYZ-E/M</td><td>Translation stage</td></tr><tr><td>T-Cube DC Servo Motor Controller</td><td>Thorlabs</td><td>TDC001</td><td>Motor controller for stage</td></tr><tr><td>T-Cube Power Supply</td><td>Thorlabs</td><td>TPS001</td><td>Power supply for motor controller</td></tr><tr><td>National Instruments LabVIEW (2013 SP1)</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Used for running software</td></tr><tr><td>National Instruments LabVIEW Vision Acquisition Software (2016)</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Used for running software</td></tr><tr><td>Nikon Eclipse Ci-POL Main Body</td><td>MVI</td><td>MDA96000</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon Pi Intermediate Tube with Analyzer Slider</td><td>MVI</td><td>MDB45305</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon Dia-Polarizer</td><td>MVI</td><td>MDN11920</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Power Cord - 7&#039;6&quot;</td><td>MVI</td><td>79035</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon P-Amh Mechanical Stage</td><td>MVI</td><td>MDC45000</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon Lwd Achromat Condenser</td><td>MVI</td><td>MBL16100</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon LV-NBD5BD-CH Manual Quint Nosepiece ESD</td><td>MVI</td><td>MBP60125</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon C-TF Trinocular Tube F</td><td>MVI</td><td>MBB93100</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon CFI 10X Eyepiece FN 22mm NC</td><td>MVI</td><td>MAK10110</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Nikon TU Plan Flour BD 10x Objective</td><td>MVI</td><td>MUE42100</td><td>Polarized light microscope</td></tr><tr><td>Venus Flower Basket Sponge</td><td>Denis Brand</td><td>N/A</td><td>Sponge skeleton</td></tr><tr><td>3.5X Headband Flip-Up Magnifier</td><td>McMaster Carr</td><td>1490T5</td><td>Used for spicule sectioning</td></tr><tr><td>&amp;Oslash;1&quot; Silicon Wafer, Type P / &amp;lt;100&gt;</td><td>Ted Pella</td><td>16011</td><td>Used for load point mirror</td></tr><tr><td>Low Lint Tapered Tip Cotton Swab</td><td>McMaster Carr</td><td>71035T31</td><td>Used for cleaning LP mirror</td></tr><tr><td>Rubber grip precision knife</td><td>McMaster Carr</td><td>35575A68</td><td>Used for sectioning spicules</td></tr><tr><td>Microscope Slides, frosted end, 75 x 25 x 1mm</td><td>Ted Pella</td><td>260409</td><td>Used for sectioning spicules</td></tr><tr><td>Sable Brushes, #00000, 0.08mm W x 4.0mm L</td><td>Ted Pella</td><td>11806</td><td>Used for handling spicules</td></tr><tr><td>PELCO Pro High Precision Tweezers, extra fine tips, superior finish</td><td>Ted Pella</td><td>5367-5NM</td><td>Used for handling spicules</td></tr><tr><td>Dual Axis Linear Scale Micrometer</td><td>Edmund Optics</td><td>58-608</td><td>Used for calibrating the microscopes</td></tr><tr><td>FLEX-A-TOP FT-38 CAS</td><td>ESD Plastic Containers</td><td>FT-38-CAS</td><td>Used for storing spicules</td></tr><tr><td>Plastic Vial Bullseye Level</td><td>McMaster Carr</td><td>2147A11</td><td>Used for leveling the stage</td></tr><tr><td>Analytical Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>MS105DU</td><td>Used to mass calibration weights</td></tr></tbody></table>

a millimeter scale flexural testing system for measuring the mechanical properties of marine sponge spicules

Çok biyolojik yapıları (LBBSs) taşıyan yükleme — tüy rachises ve spicules gibi — küçük (&#60; 1 mm) ama değil mikroskobik. Bu LBBSs bükülme davranışını ölçme kökenleri dikkate değer mekanik işlevlerini anlamak için önemlidir.
Üç nokta bükme test ölçebilirsiniz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak performans 10-5 101 N talebiyle 10-7 10-2 m arasında değişen çeşitli zorlar için bir protokol açıklar. Mekanik test cihazlarıyla birincil avantajı kuvvet ve yer değiştirme kapasiteleri farklı LBBSs için kolaylıkla ayarlanabilir olmasıdır. Cihazın çalışma prensibi bir Atomik kuvvet mikroskobu, benzer. Yani, güç LBBS için bir konsol sonu iliştirilmiş bir yükleme noktası tarafından uygulanır. Yükleme noktası deplasman bir fiber optik deplasman algılayıcı ile ölçülmüş ve ölçülen prensibine göre sertlik kullanarak bir güç dönüştürülür. Cihazın güç aralığı farklı stiffnesses cantilevers kullanılarak ayarlanabilir.
Yetenekleri deniz sünger Euplectella aspergillumiskelet öğeleri üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirerek gösterildiği. İskelet öğeleri — spicules bilinen — yaklaşık 50 µm çapı olan silis iplikleri. Biz spicules bir üç nokta bükme fikstür bir ≈1.3 mm aralığı ile montaj mekanik test aygıtın ayarlanması için yordamlar açıklar ve bir bükme performans test edin. İğne ve onun saptırma uygulanan kuvvet bulunduğu konumda uygulanan kuvvet ölçülür.

Herhangi bir mekanik test en temel çıkış örnek ve deplasman kuvvet uygulandığı yerde uygulanan kuvvet büyüklüğü vardır. Üç nokta bükme test durumunda LPT tarafından uygulanan kuvvet büyüklüğü elde etmek için hedeftir <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq13.jpg"> </img>ve örnek'ın kesit LPT içinde altında çıkarılması <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq4.jpg"> yön, <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> </img>. Ancak, burada açıklanan mekanik test cihaz için çeşitli son işlem adımları adımları 2, 4 ve 5 iletişim kuralının bu istenilen elde edilen çıktı verileri dönüştürmek için gerçekleştirilmesi gereken <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq13.jpg"> </img>- <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> veri. Üç nokta bükme testi elde veri dosyaları: 1) gerilim-deplasman ilişkilendirme dosyası; 2) güç kalibrasyon dosyası; ve 3) bükme test dosyası. Ölçülü ve türetilmiş miktarların özetini Tablo 1' de gösterilen.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sembol</td>
			<td colspan="4">Tanımı</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nh</td>
			<td colspan="4">Gerilim-deplasman ilişkilendirme çıktı dosyasındaki voltaj değerleri sayısı</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vh</td>
			<td colspan="4">Protokolü'nün 4. adımda ölçülen gerilim değerleri</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ΣVh</td>
			<td colspan="4">Vh standart sapması</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>zsh</td>
			<td colspan="4">4. adımda sahne konumunu protokol ölçülen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nc</td>
			<td colspan="4">Kuvvet ölçüm sonuçları güç kalibrasyon çıktı dosyası sayısı</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fc</td>
			<td colspan="4">Kalibrasyon ağırlıkları ancak 2 iletişim kuralı tarafından uygulanan kuvvet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vc</td>
			<td colspan="4">Protokolü'nün 2. adımda ölçülen gerilim değerleri</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ΣVc</td>
			<td colspan="4">Vc standart sapması</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>zlc</td>
			<td colspan="4">LP Protokolü'nün 2. adımda Vh ve Vc kullanarak hesaplanan konumunu</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wlc</td>
			<td colspan="4">Zlc hesaplanan deplasman Protokolü'nün 2. adımda LP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nt</td>
			<td colspan="4">Kuvvet ve deplasman ölçüm sonuçları bükme testi çıktı dosyası sayısı</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>zst</td>
			<td colspan="4">Sahne Alanı'nın bulunduğu adım 5 iletişim kuralı</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wst</td>
			<td colspan="4">Adım 5 Protokolü aşamasında çıkarılması</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vt</td>
			<td colspan="4">Adım 5 Protokolü'nün ölçülen gerilim değerleri</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ΣVt</td>
			<td colspan="4">Vt standart sapması</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>zlt</td>
			<td colspan="4">Vh ve Vt kullanarak hesaplanan bulunduğu plağın adım 5 iletişim kuralı</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wlt</td>
			<td colspan="4">Zlt hesaplanan deplasman Protokolü'nün 5 adımda LP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td colspan="4">Adım 5 Protokolü'nün LP tarafından uygulanan kuvvet zlt hesaplanan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>w0</td>
			<td colspan="4">İğne'nın kesit LP adım 5 Protokolü'nün altında çıkarılması</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tablo 1: Adım 2, 4 ve 5 Protokolü'nün ölçülen ve temsilcisi sonuçları bölümünde hesaplanan miktarlar için kullanılan simgeleri özetini.
Gerilim-deplasman ilişkilendirme dosya ölçülen FODS çıkış gerilimleri LPT talebiyle ilişkilendirmek için amaçtır. Bu yüzden bu sahne olarak taşınır katı LPT çeviri Sahne Alanı'na kaplin tarafından yapılır <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq1.jpg"> yön, değişikliği <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> </img>-eksen sahne konumu LPT deplasman (Adım 4 Protokolü) eşittir. Gerilim-deplasman ilişkilendirme dosyasını noktaları bir dizi içeren <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq15.jpg"> </img>, nerede <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq16.jpg"> olduğunu FODS ortalama çıkış voltajı bir örnekleme hızı 1000 Hz, 100 ölçülerde ele <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq17.jpg"> 100 gerilim ilişkili standart sapması ölçümler, <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq18.jpg"> olduğunu <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> </img>-eksen sahne konumu ve <img alt="Equation 19" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq19.jpg"> (bkz: şekil 6 (B)) yer değiştirme adımları sahne sayısıdır.
Güç kalibrasyon dosyası LP talebiyle LP tarafından uygulanan kuvvet büyüklüğünü hesaplamak için kullanılabilir böylece ölçülecek prensibine göre sertlik verir. Noktaları bir dizi kuvvet kalibrasyon dosyasının bulunduğu <img alt="Equation 20" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq20.jpg"> </img>, nerede <img alt="Equation 21" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq21.jpg"> olduğunu FODS ortalama çıkış voltajı bir örnekleme hızı 1000 Hz, 100 ölçülerde ele <img alt="Equation 22" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq22.jpg"> 100 ilişkili standart sapması voltaj ölçümleri, <img alt="Equation 23" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq23.jpg"> </img>LPT, ağırlık tarafından güç ve <img alt="Equation 24" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq24.jpg"> kalibrasyon ağırlıkları kullanılan sayısıdır. Kuvvet için ikinci nokta tel kanca yalnız tarafından sarf ve Kalibrasyon ağırlıkları daha ilk noktası için sıfır ölçülür çünkü iki daha fazla puan olduğuna dikkat edin kuvvet uygulanır.
Son olarak, bükme test dosyasını hesaplamak için kullanılan <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> ve <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq13.jpg"> </img>. Noktaları bir dizi içeren <img alt="Equation 25" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq25.jpg"> </img>, nerede <img alt="Equation 26" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq26.jpg"> olduğunu FODS ortalama çıkış voltajı bir örnekleme hızı 1000 Hz, 100 ölçülerde ele <img alt="Equation 27" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq27.jpg"> 100 voltaj ölçümleri ilişkili standart sapması <img alt="Equation 28" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq28.jpg"> olduğunu <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> -Eksen sahne konumu ve <img alt="Equation 29" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq29.jpg"> sa olduğunur sahne yer değiştirme adımları bükme testi sırasında.
İlk, <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> LPT'ın pozisyon kuvvet kalibrasyon sırasında bileşen <img alt="Equation 30" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq30.jpg"> </img>, küme kullanılarak bulunur <img alt="Equation 31" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq31.jpg"> eşlemek için <img alt="Equation 21" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq21.jpg"> </img>değerler <img alt="Equation 32" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq32.jpg"> değerler doğrusal enterpolasyon yoluyla. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> LPT deplasman bileşeni tarafından verilen <img alt="Equation 33" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq33.jpg"> </img>, <img alt="Equation 34" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq34.jpg"> </img>. LPT talebiyle küçük olduğundan prensibine göre arasındaki ilişkinin uzunluğu ile karşılaştırıldığında <img alt="Equation 23" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq23.jpg"> ve <img alt="Equation 35" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq35.jpg"> doğrusal gibi görünüyor. Bir satıra yaklaştırarak prensibine göre sertlik bu nedenle, hesaplanması <img alt="Equation 36" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq36.jpg"> veri ve yamaç, bilgisayar <img alt="Equation 37" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq37.jpg"> </img>. Noktaları temsil eden bir dizi <img alt="Equation 36" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq36.jpg"> </img>ve onun karşılık gelen monte içini kaplamak içinde gösterilir şekil 6A. Bükme deneylerde kullanılan konsol sertliği 90.6 ± 0,3 oldu N/m.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56571/56571fig6.jpg"> 
Şekil 6: üç sayılık bükme test temsilcisi sonuçları Adım 2 ile birlikte doğrusal uygun (mavi) prensibine göre sertliği tahmin etmek için kullanılan Protokolü'nün(a)kuvvet ve yer değiştirme veri elde (gri). (B) gerilim-deplasman ilişkilendirme çıktı dosyasında yer veri temsili örneği. Ölçülen FODS için çıkış gerilimi, <img alt="Equation 51" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq51.jpg"> </img>, sahne, konumunu <img alt="Equation 52" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq52.jpg"> </img>, doğrusal enterpolasyon elde edilebilir. Bu konsol deplasman ölçmek için kullanılan <img alt="Equation 50" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq50.jpg"> </img>, bükme sırasında test. (C) temsilcisi kuvvet-deplasman yanıt 3 farklı E. aspergillum bir çapa spicules testlerden başarılı üç sayılık bükme. (D) A güç-deplasman başarısız bir üç nokta bükme testi yanıt vermiyor. Eğri nonlinearity iğne düzgün örneği Sahne Alanı'nda oturmuş ve kaydı veya LPT ile ilk temas imkan ittifaka olduğunu göstermektedir. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56571/56571fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Sonraki, <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> LPT'ın pozisyonu bükme testi sırasında bileşen <img alt="Equation 38" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq38.jpg"> </img>, küme kullanılarak bulunur <img alt="Equation 31" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq31.jpg"> eşlemek için <img alt="Equation 26" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq26.jpg"> değerler <img alt="Equation 39" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq39.jpg"> değerler doğrusal enterpolasyon yoluyla. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> LPT deplasman bükme testi sırasında bileşen tarafından verilen <img alt="Equation 40" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq40.jpg"> </img>, <img alt="Equation 41" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq41.jpg"> </img>. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq5.jpg"> Sahne deplasman bükme testi sırasında bileşen tarafından verilen <img alt="Equation 42" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq42.jpg"> </img>.
LPT ve iğne bükme testi, iğne yerinden tamamını sırasında temas halinde olduğu <img alt="Equation 43" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq43.jpg"> tarafından verilen
<img alt="Equation 44" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq44.jpg">(1)
ve LPT tarafından uygulanan kuvvet <img alt="Equation 45" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq45.jpg"> </img>, bu
<img alt="Equation 46" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq46.jpg">(2)
Bu kümenin beri unutmamak gerekir <img alt="Equation 31" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq31.jpg"> her iki elde etmek için kullanılan <img alt="Equation 32" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq32.jpg"> ve <img alt="Equation 39" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq39.jpg"> değerleri ile ilişkilendirme, değerleri <img alt="Equation 47" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq47.jpg"> ve <img alt="Equation 26" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq26.jpg"> aralığı içinde olmalıdır <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq16.jpg"> </img>. Bu adımları 2, 4 ve 5 iletişim kuralının başlangıç gerilim için uygun değerleri ve yüksek gerilim dur değerleri ayarlayarak sağlanmaktadır.
Şekil 6 C üç temsilcisi spicules için kuvvet-deplasman eğrileri gösterir. Üç nokta bükme, dolu ince, doğrusal elastik yapıları için <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq13.jpg"> ile doğrusal olarak artması beklenmektedir <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> küçük değerleri için <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> 30. Nonlinearity, <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq13.jpg"> </img>- <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> eğrisi için küçük <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> (örneğin, bkz: şekil 6D) genellikle iğne doğru örneği Sahne Alanı'nda oturabilir değil olduğunu göstermektedir. Bu durumda, test durdu olmalıdır ve iğne örneği Sahne Alanı'nda (3,6 adımı Protokolü) yeniden konumlandırılmış.
Yeterli doğruluğunu sağlamak için <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq13.jpg"> ve <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq14.jpg"> ölçümleri, bükme testi boyunca toplam voltaj değişikliği <img alt="Equation 48" src="/files/ftp_upload/56571/56571eq48.jpg"> </img>, en az 1 V olmalıdır. Toplam voltaj değişikliği 1 V'den küçük ise, daha uyumlu bir konsol se olmalıdırSeçilen.

Watch this Scientific Journal Video about A Millimeter Scale Flexural Testing System for Measuring the Mechanical Properties of Marine Sponge Spicules at JoVE.com

A Millimeter Scale Flexural Testing System for Measuring the Mechanical Properties of Marine Sponge Spicules

Biz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak alt milimetre ölçek lifler üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirmek için bir protokol mevcut. Cihazın Kuvvetleri en fazla 10 N 20 µN kadar ölçebilir ve bu nedenle çeşitli lif boyutları hizmet verebilir.

Deniz sünger Spicules mekanik özelliklerini ölçmek için bir milimetre ölçek bükülme test sistemi

Many load bearing biological structures (LBBSs)&#8212;such as feather rachises and spicules&#8212;are small (&#60;1 mm) but not microscopic. Measuring the ...

a-millimeter-scale-flexural-testing-system-for-measuring-mechanical

Universidad San Sebastian

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Bioengineering

Unit 1

Internal Forces

SCIENTISTS IN ACTION

8.4K Görüntüleme.  Brown University. Biz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak alt milimetre ölçek lifler üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirmek için bir protokol mevcut. Cihazın Kuvvetleri en fazla 10 N 20 µN kadar ölçebilir ve bu nedenle çeşitli lif boyutları hizmet verebilir.

Video: A Millimeter Scale Flexural Testing System for Measuring the Mechanical Properties of Marine Sponge Spicules

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

Polimer Dayanıklılık Çalışmaları ve Eşzamanlı Hygrothermo-mekanik Uyaranlara altında Fiber takviyeli kompozitler Polimer A Test Platformu

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Mühendislik

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, each offering its own advantages and shortcomings5,6. Most prominently, due to the microscale device dimensions, a high modulus is required to facilitate implantation into living tissue. Conversely, the stiffness of the device should match the surrounding tissue to minimize induced local strain7-9. Therefore, we recently developed a new class of bio-inspired materials to meet these requirements by responding to environmental stimuli with a change in mechanical properties10-14. Specifically, our poly(vinyl acetate)-based nanocomposite (PVAc-NC) displays a reduction in stiffness when exposed to water and elevated temperatures (e.g. body temperature). Unfortunately, few methods exist to quantify the stiffness of materials in vivo15, and mechanical testing outside of the physiological environment often requires large samples inappropriate for implantation. Further, stimuli-responsive materials may quickly recover their initial stiffness after explantation. Therefore, we have developed a method by which the mechanical properties of implanted microsamples can be measured ex vivo, with simulated physiological conditions maintained using moisture and temperature control13,16,17. 
To this end, a custom microtensile tester was designed to accommodate microscale samples13,17 with widely-varying Young's moduli (range of 10 MPa to 5 GPa). As our interests are in the application of PVAc-NC as a biologically-adaptable neural probe substrate, a tool capable of mechanical characterization of samples at the microscale was necessary. This tool was adapted to provide humidity and temperature control, which minimized sample drying and cooling17. As a result, the mechanical characteristics of the explanted sample closely reflect those of the sample just prior to explantation.
The overall goal of this method is to quantitatively assess the in vivo mechanical properties, specifically the Young's modulus, of stimuli-responsive, mechanically-adaptive polymer-based materials. This is accomplished by first establishing the environmental conditions that will minimize a change in sample mechanical properties after explantation without contributing to a reduction in stiffness independent of that resulting from implantation. Samples are then prepared for implantation, handling, and testing (Figure 1A). Each sample is implanted into the cerebral cortex of rats, which is represented here as an explanted rat brain, for a specified duration (Figure 1B). At this point, the sample is explanted and immediately loaded into the microtensile tester, and then subjected to tensile testing (Figure 1C). Subsequent data analysis provides insight into the mechanical behavior of these innovative materials in the environment of the cerebral cortex.

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

A method is discussed by which the in vivo mechanical behavior of stimuli-responsive materials is monitored as a function of time. Samples are tested ex vivo using a microtensile tester with environmental controls to simulate the physiological environment. This work further promotes understanding the in vivo behavior of our material.

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test<em&gt; Ex vivo</em&gt; Karakterizasyonu

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

Biyomühendislik

Flexural Rigidity Measurements of Biopolymers Using Gliding Assays

Microtubules are cytoskeletal polymers which play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires microtubules that are stiff and straight enough to span a significant fraction of the cell diameter. As a result, the microtubule persistence length, a measure of stiffness, has been actively studied for the past two decades1. Nonetheless, open questions remain: short microtubules are 10-50 times less stiff than long microtubules2-4, and even long microtubules have measured persistence lengths which vary by an order of magnitude5-9.
	Here, we present a method to measure microtubule persistence length. The method is based on a kinesin-driven microtubule gliding assay10. By combining sparse fluorescent labeling of individual microtubules with single particle tracking of individual fluorophores attached to the microtubule, the gliding trajectories of single microtubules are tracked with nanometer-level precision. The persistence length of the trajectories is the same as the persistence length of the microtubule under the conditions used11. An automated tracking routine is used to create microtubule trajectories from fluorophores attached to individual microtubules, and the persistence length of this trajectory is calculated using routines written in IDL.
	This technique is rapidly implementable, and capable of measuring the persistence length of 100 microtubules in one day of experimentation. The method can be extended to measure persistence length under a variety of conditions, including persistence length as a function of length along microtubules. Moreover, the analysis routines used can be extended to myosin-based acting gliding assays, to measure the persistence length of actin filaments as well.

A method to measure the persistence length or flexural rigidity of biopolymers is described. The method uses a kinesin-driven microtubule gliding assay to experimentally determine the persistence length of individual microtubules and is adaptable to actin-based gliding assays.

Kayma Tahliller kullanma Biyopolimerler eğilme Katılığı Ölçümleri

Microtubules are cytoskeletal polymers which  play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires ...

Characterization Of Multi-layered Fish Scales (Atractosteus spatula) Using Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, and SEM

The hierarchical architecture of protective biological materials such as mineralized fish scales, gastropod shells, ram&#8217;s horn, antlers, and turtle shells provides unique design principles with potentials for guiding the design of protective materials and systems in the future. Understanding the structure-property relationships for these material systems at the microscale and nanoscale where failure initiates is essential. Currently, experimental techniques such as nanoindentation, X-ray CT, and SEM provide researchers with a way to correlate the mechanical behavior with hierarchical microstructures of these material systems1-6. However, a well-defined standard procedure for specimen preparation of mineralized biomaterials is not currently available. In this study, the methods for probing spatially correlated chemical, structural, and mechanical properties of the multilayered scale of A. spatula using nanoindentation, FTIR, SEM, with energy-dispersive X-ray (EDX) microanalysis, and X-ray CT are presented.

Characterization Of Multi-layered Fish Scales Atractosteus spatula Using Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, and SEM

This paper presents the methods used for probing spatially correlated chemical, structural, and mechanical properties of the multilayered scale of Atractosteus spatula (A. spatula) using nanoindentation, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray computed tomography (X-ray CT). The experimental results have been used to investigate the design principles of protective biological materials.

Çok katmanlı Balık Ölçekler (Of Karakterizasyonu<em&gt; Atractosteus spatula</em&gt;) Nanoindentation, X-ray CT, FTIR ve SEM kullanma

The hierarchical architecture of protective biological materials such as mineralized fish scales, gastropod shells, ram&#8217;s horn, antlers, and turtle ...

A Coupled Experiment-finite Element Modeling Methodology for Assessing High Strain Rate Mechanical Response of Soft Biomaterials

This study offers a combined experimental and finite element (FE) simulation approach for examining the mechanical behavior of soft biomaterials (e.g. brain, liver, tendon, fat, etc.) when exposed to high strain rates. This study utilized a Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB) to generate strain rates of 100-1,500 sec-1. The SHPB employed a striker bar consisting of a viscoelastic material (polycarbonate). A sample of the biomaterial was obtained shortly postmortem and prepared for SHPB testing. The specimen was interposed between the incident and transmitted bars, and the pneumatic components of the SHPB were activated to drive the striker bar toward the incident bar. The resulting impact generated a compressive stress wave (i.e. incident wave) that traveled through the incident bar. When the compressive stress wave reached the end of the incident bar, a portion continued forward through the sample and transmitted bar (i.e. transmitted wave) while another portion reversed through the incident bar as a tensile wave (i.e. reflected wave). These waves were measured using strain gages mounted on the incident and transmitted bars. The true stress-strain behavior of the sample was determined from equations based on wave propagation and dynamic force equilibrium. The experimental stress-strain response was three dimensional in nature because the specimen bulged. As such, the hydrostatic stress (first invariant) was used to generate the stress-strain response. In order to extract the uniaxial (one-dimensional) mechanical response of the tissue, an iterative coupled optimization was performed using experimental results and Finite Element Analysis (FEA), which contained an Internal State Variable (ISV) material model used for the tissue. The ISV material model used in the FE simulations of the experimental setup was iteratively calibrated (i.e. optimized) to the experimental data such that the experiment and FEA strain gage values and first invariant of stresses were in good agreement.

The current study prescribes a coupled experiment-finite element simulation methodology to obtain the uniaxial dynamic mechanical response of soft biomaterials (brain, liver, tendon, fat, etc.). The multiaxial experimental results that arose because of specimen bulging obtained from Split-Hopkinson Pressure Bar testing were rendered to a uniaxial true stress-strain behavior when simulated through iterative optimization of the finite element analysis of the biomaterial.

Yumuşak Biyomalzeme Yüksek Deformasyon Hızı Mekanik Tepki değerlendirilmesi için Coupled Deney-sonlu Eleman Modelleme Metodolojisi

This study offers a combined experimental and finite element (FE) simulation approach for examining the mechanical behavior of soft biomaterials (e.g. ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Micromechanical Tension Testing of Additively Manufactured 17-4 PH Stainless Steel Specimens

This study presents a methodology for the rapid fabrication and micro-tensile testing of additively manufactured (AM) 17-4PH stainless steels by combining photolithography, wet-etching, focused ion beam (FIB) milling, and modified nanoindentation. Detailed procedures for proper sample surface preparation, photo-resist placement, etchant preparation, and FIB sequencing are described herein to allow for high throughput (rapid) specimen fabrication from bulk AM 17-4PH stainless steel volumes. Additionally, procedures for the nano-indenter tip modification to allow tensile testing are presented and a representative micro specimen is fabricated and tested to failure in tension. Tensile-grip-to-specimen alignment and sample engagement were the main challenges of the micro-tensile testing; however, by reducing the indenter tip dimensions, alignment and engagement between the tensile grip and specimen were improved. Results from the representative micro-scale in situ SEM tensile test indicate a single slip plane specimen fracture (typical of a ductile single crystal failure), differing from macro-scale AM 17-4PH post-yield tensile behavior.

Presented here is a procedure for measuring fundamental material properties through micromechanical tension testing. Described are the methods for micro-tensile specimen fabrication (allowing rapid micro-specimen fabrication from bulk material volumes by combining photolithography, chemical etching, and focused ion beam milling), indenter tip modification, and micromechanical tension testing (including an example).

Katkılı Olarak Üretilen 17-4 PH Paslanmaz Çelik Numunelerin Mikromekanik Gerilim Testi

This study presents a methodology for the rapid fabrication and micro-tensile testing of additively manufactured (AM) 17-4PH stainless steels by combining ...

Determination of the Mechanical Properties of Flexible Connectors for Use in Insulated Concrete Wall Panels

This document contains recommendations for performing a non-standard, double-shear test suitable for both continuous and discrete insulated concrete sandwich wall panels (ICSWPs). Such a standardized test does not exist, but several iterations of this and similar tests have been performed in the literature to varying degrees of success. Further, the tests in the literature are rarely-if ever-described in detail or discussed at length with respect to the testing, data analysis, or safety procedures. A test specimen configuration is recommended herein, and variations are discussed. Important mechanical properties are identified from the load versus displacement data, and their extraction is detailed. The use of test data for design, such as for determining the stiffness of the connectors, is briefly demonstrated to show how ICSWP deflection and cracking behavior may be calculated. The strength behavior of panels may be determined using the full load versus displacement curve or only the maximum connector strength. Shortcomings and unknowns are acknowledged, and significant future work is delineated.

We propose a testing protocol that can be combined with widely available analytical methods to assess the mechanical properties of shear connectors for use in the design of insulated concrete wall panels to predict full-scale insulated panel behavior.

Yalıtımlı beton duvar panellerinde kullanılmak üzere esnek konektörlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi

This document contains recommendations for performing a non-standard, double-shear test suitable for both continuous and discrete insulated concrete ...

Elyaf Kompozit Laminatların İmalatı ve Mekanik Özellik Değerlendirmesi

Measuring the Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforcement Polymer Composite Laminates Obtained by Different Fabrication Processes

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the forming pressure, the mass fraction of fiber is reduced and lots of air bubbles are trapped inside, resulting in low-quality laminates (low stiffness and strength). The wet hand lay-up/vacuum bag (WLVB) process for the fabrication of composite laminates is based on the traditional wet hand lay-up process, using a vacuum bag to remove air bubbles and provide pressure, and then carrying out the heating and curing process. 
Compared with the traditional hand lay-up process, laminates manufactured by the WLVB process show superior mechanical properties, including better strength and stiffness, higher fiber volume fraction, and lower void volume fraction, which are all benefits for composite laminates. This process is completely manual, and it is greatly influenced by the skills of the preparation personnel. Therefore, the products are prone to defects such as voids and uneven thickness, leading to unstable qualities and mechanical properties of the laminate. Hence, it is necessary to finely describe the WLVB process, finely control steps, and quantify material ratios, in order to ensure the mechanical properties of laminates. 
This paper describes the meticulous process of the WLVB process for preparing woven plain patterned glass fiber reinforcement composite laminates (GFRPs). The fiber volume content of laminates was calculated using the formula method, and the calculated results showed that the fiber volume content of WL laminates was 42.04%, while that of WLVB laminates was 57.82%, increasing by 15.78%. The mechanical properties of the laminates were characterized using tensile and impact tests. The experimental results revealed that with the WLVB process, the strength and modulus of the laminates were enhanced by 17.4% and 16.35%, respectively, and the specific absorbed energy was increased by 19.48%.

Yazar Spot Işığı: Islak El Yatırma/Vakum Torbası İşlemi ile Fiber Kompozit Laminat Kalitesinin Artırılması 

This paper describes a fabrication process for fiber-reinforced polymer matrix composite laminates obtained using the wet hand lay-up/vacuum bag method.

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the ...

Deniz sünger Spicules mekanik özelliklerini ölçmek için bir milimetre ölçek bükülme test sistemi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Polimer Dayanıklılık Çalışmaları ve Eşzamanlı Hygrothermo-mekanik Uyaranlara altında Fiber takviyeli kompozitler Polimer A Test Platformu

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test

Kayma Tahliller kullanma Biyopolimerler eğilme Katılığı Ölçümleri

Çok katmanlı Balık Ölçekler (Of Karakterizasyonu

Yumuşak Biyomalzeme Yüksek Deformasyon Hızı Mekanik Tepki değerlendirilmesi için Coupled Deney-sonlu Eleman Modelleme Metodolojisi

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Katkılı Olarak Üretilen 17-4 PH Paslanmaz Çelik Numunelerin Mikromekanik Gerilim Testi

Yalıtımlı beton duvar panellerinde kullanılmak üzere esnek konektörlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi