使用数字图像相关性对医疗器械进行全场应变测量:考虑和实践示例
Taylor M Rothermel1, Hadi Mirmohammad1, Jason D Weaver1
1Division of Applied Mechanics, Office of Science and Engineering Laboratories, Center for Devices and Radiological Health, U.S. FDA, Silver Spring, MD, USA.
概括
这项研究探讨了用于测量医疗器械上的菌株的光学数字图像相关性 (DIC). 高压空气刷和石墨粉/微冲压为准确的应变分析提供最佳的斑点图案.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学计量学 在光学计量学
背景情况:
- 直接压力和应变测量对于植入式医疗器械开发至关重要.
- 目前获取医疗器械相关数据的方法有限.
- 光学数字图像相关性 (DIC) 为全场应变特性提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 调查使用光学DIC用于医疗器械应变测量的可行性.
- 评估用于DIC分析的各种斑点图案应用技术.
- 为了证明DIC在揭示材料在负载下的行为方面的能力.
主要方法:
- 研究了多个斑点图案应用方法:气溶涂料,转移纸,空气刷 (低/高压),石墨粉沉积和微印记.
- 进行了比较研究,以评估不同尺度 (毫米和亚毫米) 的斑点图案质量.
- 应用全场DIC测量在曲负荷下对尼醇组件 (线,Z样,支架环) 的应变.
主要成果:
- 高压空气刷产生了优异的毫米尺度斑点图案.
- 单分散石墨粉和微冲压产生了最佳的亚毫米尺度图案.
- 在曲过程中,DIC成功地在尼丁醇中识别了类似于卢德斯的相变频段.
结论:
- 光学DIC是一种可行的技术,用于在各种尺度上对医疗设备进行直接应变测量.
- 特定的斑点化方法对于不同的视野要求是最佳的.
- 这种技术为设备设计,耐用性评估和计算建模提供了有价值的数据.
