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生物力學(xué)材料試驗(yàn)機(jī)解決方案
生物力學(xué)材料試驗(yàn)機(jī)拉力固定裝置，電子不易滑脫冷凍式夾持夾具，關(guān)鍵是用半導(dǎo)體制冷片，是一種熱泵，它的優(yōu)點(diǎn)是沒有滑動部件，應(yīng)用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。是利用半導(dǎo)體材料的Peltier效應(yīng)。
當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí),在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量,可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的。在生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會碰到生物軟組織夾持固定的難題。以往的夾持方法都是采用堅(jiān)硬的金屬夾具對組織塊進(jìn)行鉗夾,對于硬度高的組織如骨還可行,但對于生物軟組織如肌肉、肌腱、韌帶、血管、神經(jīng)、黏膜、骨膜、腹膜、腸膜、皮膚、膠原蛋白、水凝膠等就很難。
軟組織柔軟濕滑的特性使其被穩(wěn)固夾持非常困難。傳統(tǒng)方法是利用夾具與軟組織之間接觸面產(chǎn)生的摩擦力來發(fā)揮作用的,如手動式或氣動是拉伸固定裝置，而生物軟組織具有強(qiáng)烈的黏彈特性,摩擦力僅僅是作用于其表面,其內(nèi)部受力與外部受力是不同的。在夾持固定的過程中勢必形成應(yīng)力集中導(dǎo)致軟組織的打滑脫落和損傷,所以必須有一種均衡應(yīng)力的無創(chuàng)夾持方法來解決這一問題。運(yùn)用冷凍技術(shù)提高軟組織硬度使之與夾頭牢固結(jié)合成一體是一種有效的方法。
軟組織被冷凍后硬度明顯提高,夾具的作用力可以較均衡地傳遞到凍結(jié)區(qū)域的軟組織,并通過凍結(jié)區(qū)域?qū)?yīng)力均勻傳遞到非凍結(jié)區(qū)。冷凍夾持是靠液膜冰或四周溶液冰緊固,緊固力均勻一致,不會讓材料夾傷變形,冷凍本身能消除鉗夾應(yīng)力,可提高材料與夾頭穩(wěn)固連接。這就為過去難以加工的韌、黏性材料,難以夾持的工件,特別是成型件的加工提供了新的解決途徑。