[發明專利]對橢圓球體殼力學性質的非破壞性測量方法

有效

• 申請號: 201280026139.2
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN103857996A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 林銓振;高偉倫;梁家杰
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;G01N3/44;A61B3/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;顧麗波

1.一種方法，包括：

由壓頭裝置接觸橢圓球體殼；

由壓頭裝置對橢圓球體殼壓凹痕，包括形成壓痕區域；

獲取壓痕區域處的壓痕數據；

基于壓痕數據來測定橢圓球體殼的力學性質。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述測定步驟還包括：基于壓痕數據來測定橢圓球體殼的剛度或橢圓球體殼的模量。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取步驟還包括獲取壓痕區域的壓痕負載數據和相關位移數據。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述測定步驟還包括：基于負載數據與位移數據的斜率來測定橢圓球體殼的剛度。

5.根據權利要求4所述的方法，其中所述測定步驟還包括當橢圓球體殼內的壓力恒定時，根據以下等式來測定橢圓球體殼的模量：

E=a2(S,v,R,t)·(R-t/2)1-v2t2dFdδ]]>

其中：

E是橢圓球體殼的模量,，

F是壓痕負載數據，

δ是壓痕位移數據，

dF/dδ是負載數據與位移數據的斜率，

a₂(S,v,R,t)是幾何參數的函數，其中：

S是壓頭裝置的形狀，

v是泊松比，

R是橢圓球體殼的曲率半徑，以及

t是空心橢圓球體殼在壓痕區域處的厚度。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述測定模量的步驟還包括：測定橢圓球體殼的彈性模量或橢圓球體殼的切線模量。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接觸步驟還包括：由壓頭裝置接觸完整的橢圓球體殼。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接觸步驟還包括：由壓頭裝置接觸部分的橢圓球體殼。

9.一種裝置，包括：

壓頭，其被配置為至少部分地與橢圓球體殼接觸，并且在橢圓球體殼中響應于所受到的負載而形成壓痕區域；

計算器，其被配置為接收有關壓痕區域的負載數據和相關位移數據，以測定負載數據與位移數據的斜率，并基于所述斜率來測定橢圓球體殼的力學性質。

10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述計算器基于所述斜率來測定橢圓球體殼的剛度，并且基于所述剛度和以下參數的函數來測定橢圓球體殼的模量，所述參數為：壓頭的形狀、泊松比、橢圓球體殼的曲率半徑和橢圓球體殼在壓痕區域處的厚度。

11.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述橢圓球體殼是非生物組織。

12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述壓頭被配置為接觸活體外的非生物組織。

13.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述橢圓球體殼是生物組織。

14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述生物組織是眼組織。

15.根據權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述眼組織是角膜組織或鞏膜組織。

16.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述壓頭被配置為接觸活體內的生物組織。