摘要：该文设计了一种新型骨生物力学特性测试系统,以实现模拟真实受力情况并对骨骼及骨固定架进行力学特性评估。该系统包括运动平台及伺服电机系统、传感器及硬件电路系统和上位机软件系统。为验证设计的性能,在对力传感器进行标定的基础上,以羊的胫骨为对象,对其受力情况及疲劳特性进行了力学测试。结果表明,在载荷频率为1 Hz,大小为50kg,循环18 000次的条件下,固定架性能仍然良好,证明了设计的可行性。

摘要：针对螺栓拉应力仅能测量螺栓连接零件受到的拉力,而无法测量压力的局限,在螺栓连接的两零件之间引入了高刚度弹性元件,并利用无线应变测试系统,通过测量螺栓因弹性变形产生拉力F的变化,实现了复杂工况下螺栓连接零件受拉压外力Fe的无线测量。设计、制造了测力螺栓和弹性元件;采用ANSYS软件分析了弹性元件的压应力及变形量,通过正交设计法优化了弹性元件的结构。建立了测量方法的计算模型,得到了测力螺栓受拉力F与螺栓连接零件所受的拉压外力Fe的关系,进行了不同预紧力下螺栓连接零件受拉压外力Fe的实验验证。研究结果表明,凹槽深度和单侧凹槽数量是影响弹性元件性能的关键因素。螺栓连接零件受拉压外力可以实时、准确地得到测量,零件受拉压外力与测力螺栓处受力为线性关系。