问题1:不同充盈体积下,球囊个体的充盈直径在测试时因充盈量,膨胀程度等有差异?
分析:以下说明以TPU材料为例:
TPU(热塑性聚氨酯)的应力-应变曲线通常呈现出以下几个阶段:
(1)初始阶段:在初始充载过程中,应力与应变之间呈现线性关系。这是因为TPU材料在低应力范围内表现出弹性行为,即应力随着应变的增加而现行增加。
(2)弹性阶段:当应力增加到一定程度时,TPU材料进入弹性变形阶段。在该阶段,应力-应变曲线仍保持线性关系,但在卸载后可以完全恢复原状,没有塑性形变。
(3)屈服阶段:当应力继续增加,TPU材料会达到其屈服点,即开始发生可逆的塑性变形。在该阶段,随着应变的增加,应力-应变曲线呈现出更陡峭的曲线,材料在该阶段经历一定程度的塑性形变。
(4)稳定塑性阶段:在超过屈服点后,材料进入稳定塑性阶段。在该阶段,材料逐渐失去弹性恢复能力,发生的塑性形变不再完全恢复。应力-应变曲线变得平缓,表示材料的变形速率逐渐减小。
(5)断裂阶段:当应力继续增加,直至达到TPU的断裂应力时,材料断裂。此时,应力-应变曲线急剧下降,表示材料无法承受更大的应力发生断裂。
以上是从拉伸的角度来讲,充盈也相当于一种拉伸。在弹性阶段以前,应变和应力是呈线性的关系,应变应随应力的增加而线性增加。但是我们的囊体的变化是以球体的形态在变化,球的体积V=4/3πr3,半径r和体积并不是线性的关系,是3次幂的关系,所以充同样的体积的水,半径不是线性变化的。
在弹性形变后,因为分子链的运动、断裂等其他因素的存在,不再是线性关系,直径与体积的对比就没有明显的关系式了,要根据实际情况分析。
问题2:关于球囊破裂模式,是否无法固定?比如轴向和径向破裂,混合形式的破裂都可能发生?原理如何解释?
分析:
如图,球囊在扩张状态下(非极限爆破),横向的力F2>轴向力F1,因此球囊在破裂时会轴向撕裂。待裂纹扩展到两端时,由于力的方向发生了改变,横向力稍大于轴向力时,裂纹会向横向方向扩展一点,就形成了如下的破裂方式(天然乳胶、TPE、硅胶的球囊也是同样的破裂方式)。
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