一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，其中，底座(1)上加工有支撑座导轨槽(21)，支撑座(2)和中心块(3)安装于支撑座导轨槽(21)上，其中底座(1)的支撑座导轨槽(21)的凸台上加工有螺纹孔，支撑座(2)与中心块(3)两侧加工有用于锁紧固定的腰孔，在中心块(3)进行对中测试后，旋紧中心块紧固螺钉(11)将中心块(3)固定于底座(1)上，支撑座(2)通过调节直进式电子微分头(4)，沿底座(1)的支撑座导轨槽(21)滑动来实现两滚轴(6)的轴线距离调节。本发明专利技术通过直进式电子微分头调整支撑座间的相互位置，在一定范围内对多种小尺寸骨骼样本三点弯曲试验都有很好的适应性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及一种损伤生物力学试验装置，尤其涉及一种生物骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置。
技术介绍
三点弯曲试验是研究生物组织材料力学性能常用的试验方法之一。目前生物力学领域大多采用猪骨、牛骨或羊骨等制备生物骨骼样本，其样本尺寸一般较小，尤其在厚度方面。骨骼样本三点弯曲试验数据的准确性很容易受到试验装置本身的影响。因此，有必要开发一种针对骨骼类小尺寸样本的三点弯曲试验装置，为损伤生物力学研究提供更为准确的试验数据，促进该领域的发展。骨骼类生物硬组织的特殊性决定了三点弯曲试验装置不同于常规金属材料的装置，具体体现在如下几点：1)鉴于骨骼微观结构的复杂性，通常需开展大量样本试验，然后结合统计学方法获取样本力学参数。另外，作为生物组织试验，对时效性要求更高，样本获取后应迅速开展试验。因此，骨骼样本三点弯曲试验要求样本的装夹尽可能方便、快捷。2)采用三点弯曲试验获得骨骼力学性能响应后，多结合有限元模型对材料参数进行反演，因此对试验的边界条件设置要求较高。例如：需要准确定位加载位置，即在样本正中加载，两支撑端对称布置。3)不同生物骨骼尺寸差异很大，进行三点弯曲的样本尺寸也必然不尽相同。因此，因此，要求用于生物力学试验的三点弯曲装置的两支撑轴间距能够根据试样大小进行准确调节。目前，可查的专门用于生物组织材料力学性能测试的三点弯曲试验的试验装置较少。公开号为CN 102183408A，专利名称为“活体鼠尺骨三点或四点弯曲疲劳试验夹具”的中国专利利用活体鼠进行试验，着力点明确，定位精准，但该专利涉及的样本支撑端是固定的，在试验过程中样本与支撑端间为滑动摩擦，摩擦力较大，势必对试验结果的准确性有一定影响，且该夹具装夹定位比较麻烦，进行大量的样本试验效率不高。公开号为号CN 104007010A，专利技术名称为“一种水平冲击式损伤生物力学动态三点弯曲试验装置”的中国专利提供一种水平冲击式损伤生物力学动态三点弯曲试验装置，能够降低生物样本支撑端摩擦等约束对试验结果的影响，但该专利主要针对大件骨骼试样，对于尺寸很小的骨骼样本三点弯曲试验并不适用。公开号为CN 103760037A，专利技术名称为“一种轴承式损伤生物力学三点弯曲试验装置和试验方法”的中国专利采用一对支撑轴和支撑轴承对生物样本构成支撑，降低了试验过程中摩擦力对生物试样自由弯曲的约束，但试验过程中对样本实施对中加载主要依据目测，两支撑端及样本挡块移动也相对较为繁琐，降低了测试结果的准确性和可靠性。公开号为CN 105300810A，专利技术名称为“一种带激光对中装置的三点弯曲试验装置”的中国专利采用十字线激光器的光束进行对中，减少了人为主观因素对对中的影响，但该专利主要针对金属材料疲劳断裂试验，对于小尺寸骨骼样本的三点弯曲试验并不适用。为了解决上述问题，本专利技术设计了专用压头和样本支撑座，压头为阶梯状对称结构，支撑座上设有易于微调的样本挡块，通过压头与支撑座的配合，可以将压头精准地置于样本中间正上方，大大减少了样本装夹时间，提高了三点弯曲试验效率和精度；同时支撑座与直进式电子微分头连为一体，可非常简便准确的控制样本支撑点之间的跨距；在样本的两支撑端采用滚轴-V型定位槽-压片的组合结构，试验中滚轴会在V型槽内随着样本的弯曲而转动，保证了支撑轴对样本的摩擦阻力尽可能小，使得测量的试验数据更加准确可靠。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，保证外力能够对样本进行精准对中加载，同时提高样本装卸的效率，以得到更准确的试验数据。为实现上述目的，本专利技术提供了一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，包括底座、支撑座、中心块、直进式电子微分头、滚轴、V型定位槽、中心块紧固螺钉、支撑座紧固螺钉、支撑座导轨槽，其特征在于：底座上加工有支撑座导轨槽，支撑座和中心块安装于支撑座导轨槽上，其中底座的支撑座导轨槽的凸台上加工有螺纹孔，支撑座与中心块两侧加工有用于锁紧固定的
腰孔，在中心块进行对中测试后，旋紧中心块紧固螺钉将中心块固定于底座上，支撑座通过调节直进式电子微分头，沿底座的支撑座导轨槽滑动来实现两滚轴的轴线距离调节，当支撑座位置确定后，通过腰孔用支撑座紧固螺钉固定在底座上，在支撑座的上表面设置有光滑的V型定位槽，用于放置支撑骨骼样本的滚轴。由以上可知，本专利技术作为一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，有如下优点：1、本专利技术采用对称阶梯状压头、带调节螺栓的T形挡块和带直进式电子微分头的支撑座相互配合，方便骨骼小尺寸样本对中放置在两支撑滚轴上，可以更加简便准确的实现三点弯曲试验中测试力要加载在样本支撑端正中间的要求，减少了人为主观因素对对中的影响，提高了试验测量精度，使试验结果更加准确。2、本专利技术可以根据骨骼样本的尺寸，通过直进式电子微分头调整支撑座间的相互位置，在一定范围内对多种小尺寸骨骼样本三点弯曲试验都有很好的适应性。3、直进式电子微分头通过紧固螺钉固定在中心块上，旋转其旋扭时会带动支撑座沿底座的导向槽移动，可以避免支撑座的偏移，同时，直进式电子微分头使支撑座的相对位移得到较精确的测量，可以根据骨骼样本的尺寸对支撑座进行精确调节。4、本专利技术采用滚轴-V型定位槽-压片的三者组合结构对样本进行支撑，使得试验过程中摩擦力对生物试样自由弯曲的约束尽可能小，减少了试验过程中边界条件对测量结果的误差影响；同时，解决了试验过程中滚轴飞溅。5.本专利技术采用T形挡块组合装置，可以方便快捷的实现样本的装夹，提高了试验效率。6、本专利技术的装置结构合理，直观性强，操作简单，样本装夹方便快捷，试验可重复性好。附图说明图1是本专利技术的结构立体图。图2是本专利技术的压片及滚轴放大图。图3是本专利技术的正视图图4是本专利技术调节拨盘装配结构剖面放大图图5是本专利技术的俯视图图6是本专利技术的直进式电子测分头立体图其中：1、底座 2、支撑座3、中心块 4、直进式电子微分头5、压头 6、滚轴7、压片 8、V型定位槽9、T形挡块 10、调节拨盘11、中心块紧固螺钉 12、支撑座紧固螺钉13、压片紧固螺钉 14、测量头15、固定套管 16、固定套管紧固螺钉17、测量头紧固螺钉 18、调节拨盘紧固套19、调节拨盘紧固螺栓 20、T形挡块导向槽21、支撑座导轨槽 22、拨盘定位孔具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置作进一步详细的描述。如图1所示，一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，包括底座1、支撑座2、中心块3、直进式电子微分头4、压头5、滚轴6、压片7、V型定位槽8、T形挡块9、调节拨盘10、中心块紧固螺钉11、支撑座紧固螺钉12、压片紧固螺钉13、测量头14、固定套管15、固定套管紧固螺钉16、测量头紧固螺钉17、调节拨盘紧固套18、调节拨盘紧固螺栓19、T形挡块导向槽20、支撑座导轨槽21、拨盘定位孔22。其中，底座1中间设有支撑座导轨槽21，实现支撑座2直线滑动；在底座1的支撑座导轨槽21两侧分别设有凸台，凸台与支撑座2的底面接触，要求底座1的凸台和支撑座2的底面加工成光滑平面，尽可能减少两者之间的摩擦力。底座1固定于材料试验机上。底座1上加工有支撑座导轨槽21，支撑座2和中心块3安装于支撑座导轨槽21上，其中底座1的支撑座导轨槽21的凸台上加工有螺纹孔，支撑座2与中心块3两侧加工有用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，包括底座(1)、支撑座(2)、中心块(3)、直进式电子微分头(4)、滚轴(6)、V型定位槽(8)、中心块紧固螺钉(11)、支撑座紧固螺钉(12)、支撑座导轨槽(21)，其特征在于：底座(1)上加工有支撑座导轨槽(21)，支撑座(2)和中心块(3)安装于支撑座导轨槽(21)上，其中底座(1)的支撑座导轨槽(21)的凸台上加工有螺纹孔，支撑座(2)与中心块(3)两侧加工有用于锁紧固定的腰孔，在中心块(3)进行对中测试后，旋紧中心块紧固螺钉(11)将中心块(3)固定于底座(1)上，支撑座(2)通过调节直进式电子微分头(4)，沿底座(1)的支撑座导轨槽(21)滑动来实现两滚轴(6)的轴线距离调节，当支撑座(2)位置确定后，通过腰孔用支撑座紧固螺钉(12)固定在底座(1)上，在支撑座(2)的上表面设置有光滑的V型定位槽(8)，用于放置支撑骨骼样本的滚轴(6)。
【技术特征摘要】
1.一种骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，包括底座(1)、支撑座(2)、中心块(3)、直进式电子微分头(4)、滚轴(6)、V型定位槽(8)、中心块紧固螺钉(11)、支撑座紧固螺钉(12)、支撑座导轨槽(21)，其特征在于：底座(1)上加工有支撑座导轨槽(21)，支撑座(2)和中心块(3)安装于支撑座导轨槽(21)上，其中底座(1)的支撑座导轨槽(21)的凸台上加工有螺纹孔，支撑座(2)与中心块(3)两侧加工有用于锁紧固定的腰孔，在中心块(3)进行对中测试后，旋紧中心块紧固螺钉(11)将中心块(3)固定于底座(1)上，支撑座(2)通过调节直进式电子微分头(4)，沿底座(1)的支撑座导轨槽(21)滑动来实现两滚轴(6)的轴线距离调节，当支撑座(2)位置确定后，通过腰孔用支撑座紧固螺钉(12)固定在底座(1)上，在支撑座(2)的上表面设置有光滑的V型定位槽(8)，用于放置支撑骨骼样本的滚轴(6)。2.根据权利要求1所述的骨骼小尺寸样本三点弯曲试验装置，其特征在于：还包括：压片(7)、压片紧固螺钉(13)，试验过程中，滚轴(6)通过压片(7)限制在V型定位槽(8)内滚动，压片(7)通过压片紧固螺钉(13)固定在支撑座(2)上。3.根据权利要求1所述的骨骼小尺寸样本三点弯曲试验...
【专利技术属性】
技术研发人员：官凤娇，胡海峰，谭幸运，钱彦岭，葛哲学，罗旭，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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