实用指南|利用万能材料试验机进行硬组织测试

在生物力学领域，硬组织的力学性能研究对于理解其在生理和病理条件下的功能至关重要。骨、牙本质和牙釉质作为生物体中的关键硬组织，它们不仅在结构上支撑着我们的躯体，还在保护和运动中发挥着重要作用。这些硬组织的力学特性，如模量和断裂力，是评估其健康状态和预测其在负载下行为的关键指标。

硬组织的力学测试通常涉及压缩和弯曲试验，这些试验能够模拟硬组织在生物体内所承受的实际应力和应变。尽管这些样本体积较小，但它们展现出的高刚度特性使得精确测量位移成为一项挑战。在给定的力作用下，硬组织如骨骼的位移非常微小，这要求测试设备具有及高的灵敏度和精确度。

除了压缩试验，3点和4点弯曲试验也是评估骨切片断裂力的常用方法。本文科准测控小编旨在探讨硬组织力学测试的方法、挑战和最新进展，特别关注于压缩和弯曲试验在评估骨、牙本质和牙釉质等硬组织力学性能中的应用。、

一、测试原理

硬组织测试的原理是在生理相关条件下通过压缩或弯曲试验，测量样本的位移、弹性模量和断裂力，以评估其力学性能。

二、测试相关标准

ASTM F382 - 骨板弯曲疲劳试验标准。

ISO 7206-4 - 髋关节假体弯曲疲劳测试标准。

ASTM D695 - 压缩测试标准（适用于硬组织材料）。

ISO 10993-5 - 生物材料的生物相容性测试标准。

ISO 5833 - 骨水泥力学性能测试标准。

三、测试仪器

1、万能材料试验机

2、三点弯曲夹具

3、恒温水浴

4、挠度仪

（位移的精确测量，可以通过使用应变测量装置）

5、试验条件

样品名称：硬组织骨头

试验类型：三点弯曲

试验速度：5mm/min

四、测试流程

步骤一、设备与样品准备

确保万能材料试验机及三点弯曲夹具安装完毕。

配置恒温水浴，将硬组织骨头样品浸入其中，使其保持恒温条件。

步骤二、安装样品

将骨头样品置于三点弯曲夹具中，确保砧座尺寸与样品匹配。

调整夹具属性，如跨度长度，并将这些参数输入试验机软件。

步骤三、安装位移测量装置

安装挠度仪或应变测量装置，用于精确测量样品在加载过程中产生的位移。

步骤四、设定试验参数

输入试验条件：样品名称为硬组织骨头、试验温度为室温、试验类型为三点弯曲、试验速度设定为5mm/min。

步骤五、进行测试

启动试验机，逐渐施加载荷至样品，实时记录挠度仪或应变测量装置反馈的位移数据。

确保施加载荷均匀，并观察样品的位移与力值变化。

步骤六、数据采集与分析

测试过程中记录并分析样品的力学数据，包括弹性模量、断裂力等。

完成测试后，保存测试数据以便进一步分析。

步骤七、测试结束与清理

取下样品，清洁试验设备及夹具，确保设备状态良好以备后续测试。

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