Das Symposium für experimentelle Mechanik, das gemeinsam von der Universität für Wissenschaft und Technologie in China und der Huainan University of Technology organisiert wurde, fand kürzlich in Shouxian, Huainan, statt. Das Symposium konzentrierte sich auf Grenz forschungs bereiche wie biologische weiche Materie, intelligente weiche Materialien, flexible elektronische Geräte und fortschritt liche nanos trukturierte Materialien.
Über diese Bereiche hinweg entsteht in der Mechanik der weichen Materie eine konsistente experimentelle Anforderung: nicht nur zur Messung globaler mechanischer Reaktionen, sondern auch zur Auflösung der Verteilung der Verformung im Raum, zur Entwicklung im Laufe der Zeit und zur Initiierung einer lokalisierten Instabilität. In diesem Zusammenhang,Digitale Bild korrelation (DIC) Systeme, Kombiniert mitHoch geschwindigkeit kameraTechnologien bieten wesentliche Funktionen für die räumliche Vollfeld auflösung, zeitliche Auflösung und lokalisierte Verformung analyze.
Auf dem Symposium,Agile GerätPräsentierte seine integrierten Mess lösungen, einschl ießlich derHoch geschwindigkeit kamera NEO 25Und die3D-DIC Dehnung messsystem (RVM-STD)Demonstriert repräsent ative Anwendungen in der experimentellen Mechanik der weichen Materie.
Biologische weiche Materie wie Haut und Muskeln zeigt eine starke räumliche Hetero genität und Anisotropie. In der Hand Haut Verformung während der Faust ballung, dieDIC-SystemErmöglicht eine Vollfeld-Dehnung rekonstruktion, aus der Haupt belastungs-und Orientierung felder extrahiert werden können, um lokalisierte Dehnung konzentration zonen unter gekoppeltem Biegen und Dehnen zu identifizieren (Abb. 1) .
Abb. 1
In der Biomechanik des menschlichen Muskels, zeit gelöstDIC-AnalyseErmöglicht ferner die Quant ifizierung der lokalen Dehnung sent wicklung raten und zeigt regionale Unterschiede in der mechanischen Reaktion auf (Abb. 2) .
Abb.2
Messwert:DICVerwandelt die biologische Gewebe mechanik von indirekter globaler Inferenz in direkt beobachtbares räumlich aufgelöstes Verhalten und unterstützt konstitutive Modellierung und biomedizin ische technische Anwendungen.
Bei intelligenten weichen Materialien wie Hydro gelen liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung großer Verformungen und funktionaler Reaktionen. In der Hydrogel-Zugversuch, dieDIC-SystemErfasst räumliche Dehnung gradienten und ident ifi ziert die Initiierung, Breite und Ausbreitung von Dehnung lokal isierungs bändern (Abb. 3) .
Abb. 3
Bei der Analyse von Bio materialien vor dem Bruch liefert die Verfolgung der Haupt belastungen der Spitzen und ihrer räumlichen Gradienten einen quantitativen Indikator für die Riss initiierung (Abb. 4) .
Abb. 4
Messwert: DICWandelt progressive Prozesse vor dem Ausfall in quant ifizierbare Dehnung sfeld merkmale um und ermöglicht so eine Fehler diagnose im Früh stadium.
Bei flexiblen elektronischen Geräten ist die Kopplung zwischen struktureller Verformung und funktionaler Stabilität das Hauptproblem. Während des Biegen oder Dehnens von flexiblen SubstratenDIC-SystemBietet Vollfeld verschiebungs-und Dehnung verteilungen und ermöglicht die Bewertung der Verformung verträglich keit über die Gerätes ch ichten (Abb. 5) .
Abb.5
Für die Dünnschicht-Vibrations analyze, KombinationHoch geschwindigkeit kameraBildgebung mitDICErmöglicht die Frequenz bereichs analyze von zeit aufgelösten Verschiebung feldern und ermöglicht die Extraktion von Modus formen, Eigen frequenzen und Amplituden verteilungen (Abb. 6) .
Abb. 6
Messwert: DICUnterstützt die Zuverlässigkeit bewertung flexibler Geräte unter statischen und dynamischen Lade bedingungen.
Bei fortschritt lichen nanos trukturierten Materialien ist das Haupt anliegen die Beziehung zwischen geometrischer Architektur und mechanischer Reaktion. Unter Kompression torsion belastung weisen poröse oder Gitters trukturen räumlich unterschied liche Dehnung felder auf. DieDIC-SystemErmöglicht eine räumliche statistische Analyse der Dehnung verteilung, zeigt Richtungs gradienten auf und ident ifi ziert lokal verstärkte oder geschwächte Regionen (Abb. 7) .
Abb.7
Messwert: DICStellt direkte experimentelle Verbindungen zwischen Struktur topologie und makros kopi scher mechanischer Leistung her.
WannWeiche MaterieSysteme werden einem Aufprall oder einer hohen Belastung der Dehnung srate ausgesetzt, die zeitliche Auflösung wird kritisch. In Drop-Weight-Impact-Experimenten synchron isiertHoch geschwindigkeit kameraBildgebung mitDICErmöglicht die Rekonstruktion transienter Dehnung felder und ermöglicht die Extraktion von Spitzen belastungen, Ausbreitung geschwindigkeit und Energie dissipation wegen.
Messwert:Die zeitliche Auflösung derDIC-System, Aktiviert durchHochgeschwindigkeits-BildgebungBestimmt, ob vorübergehende Verformung prozesse vollständig erfasst werden können.
Trotz unterschied licher Materials ysteme teilen die vier Forschungs richtungen eine einheitliche Anforderung: gleichzeitige Erfassung hoch auflösender räumlicher Vollfeld daten und zeit aufgelöster dynamischer Informationen. DieDigitales Bild korrelation system (DIC)Wandelt Bilder in quantitative Verschiebungs-und Dehnung felder um, während dieHoch geschwindigkeit kameraSorgt für zeitliche Kontinuität.
Mit dem weiteren Fortschritt vonDICUndHochgeschwindigkeits-BildgebungTechnologien, experimentelle Mechanik der weichen Materie geht in Richtung einer umfassenden räumlich-zeitlichen Beobachtung über. Lösungen wie dieHoch geschwindigkeit kameraUndAgile Device DIC-SystemeErmöglichen, dass zuvor nicht beobachtbare Verformung details messbar werden, und bieten eine direkte experimentelle Grundlage für das Verständnis des komplexen Verhaltens von Weich material.
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