我知道許多客戶需要測量形狀不確定的組織樣品的機(jī)械性能。但是，必須了解樣品的幾何形狀才能準(zhǔn)確測量其機(jī)械性能。根據(jù)定義，機(jī)械測試處理固體樣品（例如，當(dāng)樣品放置在平坦表面上時將保持其原始形狀）。對于液體，我們將使用流變學(xué)來評估其機(jī)械性能，如粘度。軟真皮組織或肝臟組織等生物組織可能介于固體和液體之間，因此在使用機(jī)械測試儀評估其機(jī)械性能時需要牢記這一點（這里如果使用流變儀也不會有更好的測試結(jié)果）。

當(dāng)樣品無法切割成規(guī)則幾何形狀（如圓盤或方形棱鏡）時，您需要找到一種方法將其重塑為已知幾何形狀以獲得可重復(fù)的結(jié)果。

在一項研究中，客戶需要在凝膠的無限制壓縮下測試機(jī)械性能，然后從注射器中地擠出0.8mL凝膠。從注射器中取出的樣品看起來像一團(tuán)已知體積為0.8mL的凝膠。為了將其重塑為已知的幾何形狀，我們將凝膠轉(zhuǎn)移到無側(cè)限壓縮裝置的底部壓板上，同時使用刮刀將其平滑地重塑為圓盤，厚度約為6mm。然后我們使用 Mach-1 將頂板地帶到 5 毫米處，將斑點壓縮成厚度為 5 毫米的圓盤。由于我們知道凝膠的體積為0.8mL，因此我們知道在5mm的厚度下，這將對應(yīng)于14.3mm的直徑。從側(cè)面看，走近卡尺，我們可以看到直徑非常接近理論的14.3毫米。通過查看圖像，我們看到圓盤不是一個圓柱體，因為邊緣是圓形的，但考慮到直徑為 5 毫米、直徑為 14.3 毫米的圓盤構(gòu)成了相當(dāng)好的形狀近似值，并且由于所有樣品看起來都相似，結(jié)果非?？芍貜?fù)。

在下圖中樣本中，圖像中使用的壓頭看起來像一個直徑為3mm的扁平壓頭，所以我的猜測是客戶使用直徑為6mm的打孔器取樣，樣品的厚度約為2mm。在圖像中，我們看到樣品沒有保持其形狀，因為它在底部壓板上擴(kuò)散。此外，它粘在壓頭上使測量更加困難。測試這些樣品的一種方法（類似于我之前描述的）是假設(shè)直徑為6mm，并將頂部平壓頭帶到圓盤的厚度（約2mm，或者您可以使用相機(jī)和/或查找接觸功能進(jìn)行更的測量）。為了在無側(cè)限壓縮下進(jìn)行測試，頂板應(yīng)比樣品直徑寬（至少8mm）。請注意，在圖像中，您使用的是3mm的扁平壓頭，這對于無側(cè)限壓縮是不夠的，對于壓痕來說太大（直徑應(yīng)小于樣品直徑的1/3，以避免樣品邊緣的失真效應(yīng)）。此外，由于樣品粘在壓頭上，因此設(shè)計實驗時要始終保持壓頭與樣品接觸。建議在鹽浴中進(jìn)行測試，或者在測試過程中至少保持樣品的濕度，因為樣品干燥會顯著影響機(jī)械性能。

該樣品的另一種測試配置是將其限制在6毫米深的圓柱形孔中，并使用球形壓頭（例如1毫米壓頭）測量壓痕下的厚度和剛度。直接在斑點形樣品上的球形壓痕將導(dǎo)致結(jié)果不一致。這僅適用于較硬的樣品，當(dāng)大部分樣品在壓痕過程中不移動并且基板可以描述為半無限平坦的基板時。