Configuration de test
Hydrogel (bille)
Hydrogels beads are micro-sized particles made from natural or synthetics polymers.
À propos de ce matériau
Les perles d’hydrogel sont des particules de taille microscopique fabriquées à partir de polymères naturels ou synthétiques. Ils sont utilisé dans diverses applications telles que la biomédecine, l’administration de médicaments ainis que dans certaines études biologiques.
Configurations de test (7)
Configuration de test
Analyse Mécanique Dynamique
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Gonflement et contraction
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Contrôle de la temperature
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Capteurs analogues externes
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Corrélation d'images digitales
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Flux de caméra
Études de cas (1)
Ressources associées (2)
FAQ
Qu'est-ce que le module d'Young E?
Propriété mécanique intrinsèque d'un matériau indépendant de sa géométrie. Correspond à la pente du stress par rapport à la contrainte pendant une compression non-confiné lorsqu'on tiens compte de la géométrie de l'échantillon.
Module de laboratoire — Compression non confinée de disques d’hydrogel
Qu'est-ce que la poroelasticité?
Propriété d'un matériau élastique ou viscoélastique avec une phase fluide libre incompressible. Lorsqu'un tel matériau est mis sous le stress, le fluide interstitiel est relâché de la matrice solide. La friction générée par le mouvement du fluide à travers la matrice poreuse affecte le comportement mécanique d'un tel matériau. Ces matériaux sont normalement testés dans un bain de fluide.
Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Paramètres
Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression confinée – Paramètres
Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression confinée – Exemple
Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Cartilage
Mach-1 Analysis – Modèle poroélastique en compression non-confinée – Exemple
LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version
Qu'est-ce que la contrainte de cisaillement?
La contrainte de cisaillement est une contrainte mécanique appliquée de manière parallèle ou tangentielle à une face d'un matériau, par opposition aux contraintes normales qui sont appliquées de manière perpendiculaire. C'est le rapport d'une force à une surface. Ses unités sont des Pa.
t =F/A, où t = contrainte de cisaillement, F est la force tangentielle appliquée et A est l'aire de la section tangentielle à la force.
Module de laboratoire — Torsion de l’os
Module de laboratoire — Torsion d’échantillons en forme de disque
LAB MODULE – Torsion of Bone – Student Version
LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version
Qu'est-ce que le module de cisaillement?
Le module de cisaillement G est une propriété mécanique d'un matériau. Il est indépendant de la géométrie du matériau. Il représente la rigidité d'un matériau sous une force parallèle à l'une de ses surfaces tandis que sa face opposée présente une force opposée. Le module de cisaillement G est décrit comme la contrainte de cisaillement divisée par la deformation de cisaillement. le module de cisaillement est extrapolé de la régression linéaire entre la contrainte de cisaillement à l'équilibre et la deformation de cisaillement.
Module de laboratoire — Torsion de l’os
Module de laboratoire — Torsion d’échantillons en forme de disque
LAB MODULE – Torsion of Bone – Student Version
LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version
Comment fonctionne le modèle élastique sur échantillon sphérique "Elastic Model on Spherical Sample"?
(En anglais seulement) This tool allows for the computing and visualizing of the shear modulus (MPa) from an unconfined compression test performed using a flat indenter on a spherical sample (Figure 1).
Results analysis is performed considering small deformation of a perfectly spherical sample (with uniform elastic material properties) tested in unconfined compression between two flat platens. Curve fitting is based on Gauthier et al., 2004 who used the Hertz model predicting the force exerted by a rigid spherical body under small deformation (less than 10%) which is given by the equation (attached), where F(r) is the force exerted by the sphere when the distance separating the compressing platen surface from the bottom platen is r (and r ˂ 2 R0), u is the shear modulus and R0 is the bead's initial radius.
The radius of the spherical sample has to be specified in order to calculate the material properties. The error on the estimation of the best curve representing the compression curve is calculated using the root of the mean squares (RMS) method and is displayed under “RMSE”. For example, (Figure 2) shows parameters used for the “Stress Relaxation” (Mach-1 Motion) function in an unconfined compression protocol on a single spherical bead. Corresponding results are shown in (Figure 1).
Results analysis is performed considering small deformation of a perfectly spherical sample (with uniform elastic material properties) tested in unconfined compression between two flat platens. Curve fitting is based on Gauthier et al., 2004 who used the Hertz model predicting the force exerted by a rigid spherical body under small deformation (less than 10%) which is given by the equation (attached), where F(r) is the force exerted by the sphere when the distance separating the compressing platen surface from the bottom platen is r (and r ˂ 2 R0), u is the shear modulus and R0 is the bead's initial radius.
The radius of the spherical sample has to be specified in order to calculate the material properties. The error on the estimation of the best curve representing the compression curve is calculated using the root of the mean squares (RMS) method and is displayed under “RMSE”. For example, (Figure 2) shows parameters used for the “Stress Relaxation” (Mach-1 Motion) function in an unconfined compression protocol on a single spherical bead. Corresponding results are shown in (Figure 1).
Mach-1 Analysis – Modèle élastique sur échantillon sphérique – paramètres
Mach-1 Analysis – Modèle élastique sur échantillon sphérique – Equation
Mach-1 Analysis – Modèle élastique sur échantillon sphérique – Exemple
Comment fonctionne le modèle "Sinusoid"?
(En anglais seulement) This feature is used to obtain the Frequency, Amplitude and Offset of a sinusoidal signal. A blue line displays the theoretical sinusoid with the Frequency, Amplitude and Offset obtained (Figure 1). The values of the Frequency, Amplitude and Offset are indicated in the "Results" field. The units vary according to the graph’s axes.
This feature can also be used for sinusoidal stimulus-response analysis. Sinusoidal stimulus shall be selected on the x-axis and the sinusoidal response on the y-axis. The Modulus is the ratio of the response Amplitude over the stimulus Amplitude. The Phase is the phase difference between the response and the stimulus. The Modulus’ is computed as the Modulus*Cos(Phase) and the Modulus” is computed as the Modulus*Sin(Phase). A blue line displays the theoretical sinusoidal stimulus-response with the Frequency, Modulus and Phase obtained (Figure 2). The values of the Modulus and Phase are indicated in the “Results” field. The units vary according to the graph’s axes.
One use for this feature would be to compute material properties by multiplying the Modulus obtained by the appropriate geometric factors. For example, the Young’s Modulus can be obtained during uniaxial compression or tension on cylindrical sample with t/pi*r2 as the geometric factor, t is the thickness and r is the radius of the sample.
Mach-1 Analysis – Sinusoid – Exemple d’analyse stimulus-réponse
Comment fonctionne la fonction Creep (Fluage)?
(En anglais seulement) The Creep function moves a stage until a predefined load variation (Load Target (relative to initial load)) is reached and maintains this loading through real-time closed-loop PID adjustment of the stage position. This function can be used, for example, to study the deformation of a sample under constant loading. Note that tuning a PID requires a reasonable amount of closed-loop system understanding. A set of PID parameters optimized for a particular experimental configuration will probably be inappropriate for a different configuration and could even create system instabilities (oscillations) that can result in damage to the system.
Parameters:
STAGE AXIS - On multi-axis systems, the user must specify which axis will perform the “Creep”.
DIRECTION - Specify if the stage has to start moving in the positive or negative direction. With a positive displacement, a vertical stage will move down (compression), a horizontal stage will move right, and a rotation stage will move clockwise. Enter a negative value for stage displacements in opposite directions.
STAGE VELOCITY, MM/S - Specify the speed at which the stage will move. Refer to the specifications of your Mach-1™ model to learn about the velocity range allowed. In Mach-1 Motion, the speed is always specified in absolute value terms.
RELATIVE LOAD TARGET, GF OR N - Specify the relative amount of load to be applied and maintained on the sample. When a value is entered, the stage will initiate its movement until a change in load of that magnitude is reached. The value for Relative Load Target is specified in absolute value terms.
CREEP TIME, SEC - This is the time period during which the relative loading will be maintained. Note that after this period, the final stage position will be maintained.
P GAIN - This is the Proportional gain of the PID control loop. This is the main parameter that drives the feedback loop. Our experiments revealed that a good starting point for the optimization of this parameter is given by P = 0.001 (and I = 0), then raising P in logarithmic increments (0.01, 0.1, 1) until a satisfactory amplitude in reached. The higher the P value, the faster the error will be corrected, however if the P is made too large, the error can go negative (actual load > desired load) which may start a process where the stage starts to oscillate between speeding up and slowing down. This oscillation can result in the motor control system going unstable. A simple way to eliminate this instability would be to decrease P until the oscillation stops.
I GAIN - This is the Integral gain of the PID control loop. Integral control sums the error from each position update then multiplies the sum by the Integral gain, I. Our experiments revealed that for most creep tests, best results are achieved with I = 0. If a residual error exists while holding a load, the I value can also be incrementally increased until the error disappears.
Qu'est-ce que la viscoélasticité?
Propriété d'un matériau présentant des caractéristiques visqueuses et élastiques sous déformation. Un tel matériau montrera un comportement mécanique dépendant du temps.
LAB MODULE – Torsion of Disk-Shaped Samples – Student Version
Qu'est-ce que le taux de déformation?
Taux de la déformation d'un matériau par rapport au temps.
Qu'est-ce que l'élasticité?
Propriété d'un matériau à déformer sous déformation ou contrainte et revenir à sa forme originale lorsque la contrainte est relâché.
Module de laboratoire — Torsion de l’os
LAB MODULE – Unconfined Compression of Hydrogel Disks – Student Version
Qu'est-ce que la rigidité K?
C'est une propriété structurelle d'un échantillon. En traçant la force par rapport au déplacement pendant une compression non-confinée et en calculant la pente, on obtient la rigidité de l'échantillon. Dans le logiciel Mach-1 Analysis, la pente est en gramme-force par mm (gf / mm). Un gramme-force est de 1 gramme multipliée par l'accélération due à la gravité sur Terre, exactement 9.80665 m/s².
Module de laboratoire — Compression non confinée de disques d’hydrogel