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    柔性材料力學(xué)測試簡(jiǎn)介

    更新時(shí)間:2024-06-13      點(diǎn)擊次數:169
      柔性材料作為可穿戴設備的常用材料,主要有PDMS 、PET 、聚氨酯、聚酰亞胺和水凝膠等,它們的相容性、彎曲性能和溫度穩定性較好。柔性材料主要用于制作可拉伸的穿戴式設備,該類(lèi)設備可以與皮膚牢固結合,盡可能地減少界面處產(chǎn)生的應力,在正常的身體運動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的強烈壓力,從而實(shí)現對人體活動(dòng)和健康的監測。
      柔性材料的超輕重量,高流動(dòng)性,可伸縮性,低成本與其兼客性使得它可以集成許多其他組件,其中可伸縮提供的靈活性,不僅可以緩解彎曲引起的機械應變,還可以緩解壓縮拉伸和扭轉等其他擾動(dòng)引起的機械應變。本文簡(jiǎn)要介紹柔性材料常見(jiàn)的幾種力學(xué)測試。
      ◆ 拉伸蠕變
      柔性材料的拉伸性和拉伸強度是其力學(xué)特性中的重要參數。拉伸性指材料在受到拉力作用時(shí)能夠承受的最大拉伸形變量,拉伸強度則是材料在拉伸過(guò)程中能夠承受的最大應力。柔性材料拉伸過(guò)程中,形變非常大,可用視頻引申計觀(guān)察應變或采用全應變分析(DIC),測量材料各個(gè)方向上的形變量。
      柔性材料的力學(xué)特性中還包括其彈性,彈性指材料受到應力后能夠恢復原狀的能力。這個(gè)特性使得柔性材料能夠在重復加載過(guò)程中保持穩定,彈性測試通常為材料的蠕變測試。拉伸和蠕變測試,可參考材料測試對應的標準,如塑料類(lèi)GB/T1040.2等。
      ◆彎曲測試
      柔性材料具有良好的彎曲性和柔韌性,可以在受到外力時(shí)保持形狀的改變。這一特性使得柔性材料能夠適應多變的環(huán)境,并能夠在復雜的形變條件下保持穩定。常見(jiàn)彎曲測試包括三點(diǎn)彎曲及四點(diǎn)彎曲,測試結果為彎曲應力及模量等。
      ◆ 多信號測試
      柔性材料應用于可穿戴式設備或其他產(chǎn)品,關(guān)注材料變形同時(shí),需關(guān)注環(huán)境溫度、感知電信號(壓力轉變)等參數。這需要材料測試儀器具備多信號集成功能,能夠實(shí)時(shí)采集力值、溫度、相關(guān)電信號等模擬量,多維度曲線(xiàn)顯示及數據分析,為最終產(chǎn)品的設計及使用提供數據支持。
      ◆疲勞測試
      柔性材料及最終產(chǎn)品應用于實(shí)際環(huán)境,材料服役期及產(chǎn)品壽命需要做出評估。疲勞測試是材料或產(chǎn)品的拉伸或彎曲的往復運動(dòng),直至斷裂,通過(guò)設定S/N參數(形變量及運動(dòng)頻率),快速自動(dòng)完成測試,確認最終的實(shí)效數據。 這個(gè)測試能夠評價(jià)柔性材料能夠在重復加載和釋放過(guò)程中保持穩定的能力。
      柔性材料具有可變形性,能夠彎曲、折疊、拉伸或變形以適應不同的形狀或表面,因其性能優(yōu)異,通常比傳統材料更昂貴且更難處理,制作工藝更復雜,最終產(chǎn)品的可靠性(溫度、濕度、振動(dòng)等)測試面臨更多要求。相比較傳統材料,柔性材料更加智能和靈活,材料研發(fā)和產(chǎn)品化發(fā)展迅速,在醫療(人造皮膚)、電子產(chǎn)品、機器人技術(shù)和航天航空等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
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