[發(fā)明專利]一種股骨靜態(tài)壓縮與壓-壓疲勞試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010520263.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN111650041B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于紅軍;郝留磊;孫銳堅(jiān);果立成;駱楊;王天宇;許鐸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04;G01N3/08;G01N33/483
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種股骨靜態(tài)壓縮與壓?壓疲勞試驗(yàn)方法，涉及一種股骨試驗(yàn)方法。啟動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)，在兩個(gè)夾頭之間裝配試驗(yàn)夾具，試驗(yàn)夾具具有多自由度的特性，股骨完全放入試驗(yàn)夾具中，通過電腦端控制下夾頭向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)股骨施加預(yù)載，進(jìn)行靜態(tài)壓縮試驗(yàn)則調(diào)整為靜態(tài)壓縮試驗(yàn)程序，設(shè)定好力的加載速度及加載終止條件，進(jìn)行壓?壓疲勞試驗(yàn)則調(diào)整為壓?壓疲勞試驗(yàn)程序，設(shè)定好下夾頭的振幅和振動(dòng)頻率，同時(shí)設(shè)定好疲勞試驗(yàn)機(jī)的加載終止條件，啟動(dòng)程序，開始試驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后將疲勞試驗(yàn)機(jī)的力卸載，調(diào)整股骨的傾斜角度進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。從而可以從不同的方向?qū)晒沁M(jìn)行試驗(yàn)，更全面地探究股骨的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種股骨試驗(yàn)方法，尤其是一種股骨靜態(tài)壓縮與壓-壓疲勞試驗(yàn)方法，屬于股骨力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，醫(yī)工交叉逐漸成為科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)問題，對(duì)于固體力學(xué)領(lǐng)域，與醫(yī)學(xué)和生物方面的聯(lián)系更加密切。生物力學(xué)成為生物和固體力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，在生物力學(xué)領(lǐng)域，對(duì)于股骨的研究也越來越多。

目前針對(duì)股骨力學(xué)性能測(cè)試的試驗(yàn)方法還比較少，且只能借助現(xiàn)有的試驗(yàn)夾具對(duì)股骨進(jìn)行單方向的壓縮，無法探究股骨多方向的力學(xué)性能。另一方面，現(xiàn)有的股骨試驗(yàn)夾具只能進(jìn)行靜態(tài)壓縮試驗(yàn)測(cè)試股骨的靜態(tài)力學(xué)性能，而無法進(jìn)行壓-壓疲勞試驗(yàn)測(cè)試股骨的疲勞力學(xué)性能。因此，提供一種股骨靜態(tài)壓縮與壓-壓疲勞試驗(yàn)方法，從而能更全面地探究股骨的力學(xué)性能，對(duì)于骨生物力學(xué)的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種股骨靜態(tài)壓縮與壓-壓疲勞試驗(yàn)方法，由于試驗(yàn)夾具具有多自由度的特性，可以從不同的方向?qū)晒沁M(jìn)行靜態(tài)和疲勞試驗(yàn)，從而更全面地探究股骨的力學(xué)性能，對(duì)于骨生物力學(xué)的發(fā)展具有重要意義。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：一種股骨靜態(tài)壓縮與壓-壓疲勞試驗(yàn)方法，所用的試驗(yàn)裝置為疲勞試驗(yàn)機(jī)，所述疲勞試驗(yàn)機(jī)包括支撐臺(tái)以及可通過控制按鈕控制在所述支撐臺(tái)上方豎向移動(dòng)的橫梁，所述橫梁下方及支撐臺(tái)上表面分別對(duì)應(yīng)安裝有夾頭，疲勞試驗(yàn)機(jī)連接有電腦端，所述電腦端內(nèi)嵌有靜態(tài)壓縮試驗(yàn)程序和壓-壓疲勞試驗(yàn)程序，可控制下方的所述夾頭向上運(yùn)動(dòng)施加預(yù)載，所述試驗(yàn)方法包括以下步驟：

步驟一：?jiǎn)?dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)，調(diào)節(jié)所述控制按鈕使橫梁上升至安裝位置，之后鎖定橫梁；

步驟二：在兩個(gè)夾頭之間裝配試驗(yàn)夾具，所述試驗(yàn)夾具包括上夾持端與下夾持端，將所述下夾持端通過下方的夾頭夾緊固定，下夾持端頂部與球形鉸頭連接件底端采用球鉸連接，所述球形鉸頭連接件頂端固定有下卡槽，所述下卡槽設(shè)有多個(gè)緊固螺釘用于對(duì)股骨底部緊固定位，下夾持端、球形鉸頭連接件及下卡槽組成下夾具，將所述上夾持端通過上方的夾頭夾緊固定，上夾持端底部固定有上滑塊，所述上滑塊底部水平滑動(dòng)安裝有中部滑塊，所述中部滑塊底部水平滑動(dòng)安裝有上夾具連接件，且所述中部滑塊與所述上夾具連接件的滑動(dòng)方向垂直設(shè)置，上夾具連接件底部可拆卸固定有上卡槽，所述上卡槽底部設(shè)有股骨卡槽用于對(duì)股骨頂端卡接配合，上夾持端、上滑塊、中部滑塊、上夾具連接件及上卡槽組成上夾具；

步驟三：將股骨底部放入下卡槽中，再一次通過控制按鈕調(diào)節(jié)橫梁的高度，使股骨能夠完全放入試驗(yàn)夾具中，同時(shí)股骨頂端與上卡槽相接觸；

步驟四：將股骨底部在下卡槽中進(jìn)行調(diào)整然后擰緊所述緊固螺釘將股骨固定在下卡槽中；

步驟五：調(diào)整中部滑塊和上夾具連接件的位置，保證股骨頂端能與上卡槽的股骨卡槽緊密配合；

步驟六：通過電腦端控制下方的夾頭向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)股骨施加預(yù)載；

步驟七：若進(jìn)行靜態(tài)壓縮試驗(yàn)則在電腦端將疲勞試驗(yàn)機(jī)的程序調(diào)整為靜態(tài)壓縮試驗(yàn)程序，設(shè)定好力的加載速度及加載終止條件，若進(jìn)行壓-壓疲勞試驗(yàn)則在電腦端將疲勞試驗(yàn)機(jī)的程序調(diào)整為壓-壓疲勞試驗(yàn)程序，設(shè)定好下方的夾頭的振幅和振動(dòng)頻率，同時(shí)設(shè)定好疲勞試驗(yàn)機(jī)的加載終止條件，然后啟動(dòng)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)程序或壓-壓疲勞試驗(yàn)程序，開始試驗(yàn)；

步驟八：在試驗(yàn)結(jié)束后記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；