BR102013018097A2 - shear fatigue testing equipment and method of preparing fatigue testing equipment - Google Patents
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Abstract
equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento e método de preparação de equipamento para ensaio de fadiga. a presente invenção situa-se no campo da engenharia mecânica e descreve um equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento, especialmente para próteses mamárias de silicone, compreendendo uma base articulada associada a um suporte e um braço oscilatório acoplado a um sistema de acionamento. a presente invenção descreve, ainda, um método de preparação de equipamento para ensaio de fadiga.shear fatigue testing equipment and method of preparing fatigue testing equipment. The present invention is in the field of mechanical engineering and describes an equipment for shear fatigue testing, especially for silicone breast implants, comprising a hinged base associated with a support and an oscillating arm coupled to a drive system. The present invention further describes a method of preparing fatigue testing equipment.
Description
Relatório Descritivo de Patente de invenção Equipamento para Ensaio de Fadiga por Cisalhamento e Método de Preparação de Equipamento para Ensaio de Fadiga Campo da Invenção A presente invenção situa-se no campo da engenharia mecânica e descreve equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento, especiaimente para próteses mamárias de silicone. O equipamento da presente invenção é capaz de aplicar ciclos de cisalhamento aos corpos de prova, sendo os ciclos controlados automaticamente. Adicionalmente, a presente invenção descreve um método de preparação de equipamento para ensaio de fadiga.Field of the Invention The present invention is in the field of mechanical engineering and discloses shear fatigue testing equipment, especially for prosthetics. silicone breast The equipment of the present invention is capable of applying shear cycles to the specimens, the cycles being automatically controlled. Additionally, the present invention describes a method of preparing fatigue testing equipment.
Antecedentes da Invenção O silicone é um polímero de condensação, possuindo estrutura linear, cuja cadeia é formada por átomos de silício ligados a oxigênio alternadamente e radicais orgânicos ligados ao silício. O silicone possui uma grande gama de aplicações, entre as quais, aplicações médicas em implantes. A prótese de silicone pode ter vários formatos e, também possuir densidades variáveis do gel. Pode ser sólida; de gel com revestimento de silicone liso; texturizada ou revestidas de poliuretano, que podem ser utilizadas em mamas, glúteos, panturrilhas, entre outras partes. A fadiga é definida como um termo que se aplica às mudanças nas propriedades que podem ocorrer em um material devido à aplicação repetida de forças, ou repetidas tensões de cisalhamento como no caso de interesse. Os ensaios de fadiga são realizados por meio de carregamentos repetitivos em corpos de prova ou produtos acabados com objetivo de obter dados quanto ao carregamento mínimo de fadiga, limite de fadiga e o número de ciclos suportado por cada material. A fadiga produz a nucleação e propagação de trincas ou a completa fratura após um número de ciclos que representa a sua vida útil. O número de ciclos de carregamento suportado pelo corpo de prova ou produto acabado até a falha é comumente designado por “N”.Background of the Invention Silicone is a condensing polymer having a linear structure, the chain of which is formed by alternately oxygen-bound silicon atoms and silicon-bound organic radicals. Silicone has a wide range of applications, including medical implant applications. The silicone prosthesis can have various shapes and also have varying gel densities. It can be solid; smooth coated silicone gel; textured or polyurethane coated, which can be used on breasts, buttocks, calves, among other parts. Fatigue is defined as a term that applies to changes in properties that may occur in a material due to repeated application of forces, or repeated shear stresses as in the case of interest. Fatigue testing is performed through repetitive loading on specimens or finished products to obtain data on minimum fatigue loading, fatigue limit and the number of cycles supported by each material. Fatigue produces crack nucleation and propagation or complete fracture after a number of cycles representing its useful life. The number of loading cycles supported by the specimen or finished product until failure is commonly referred to as “N”.
No âmbito patentário, foram localizados alguns documentos relevantes que serão descritos a seguir. O documento Norma NBR 14760:2001 versa sobre parâmetros e aparelhagem para ensaios mecânicos em implantes mamários no estado implantável. Dentre os ensaios abordados na referida norma, está o ensaio de fadiga, sendo este definido pela solicitação cíclica cisalhante de próteses comprimidas entre uma placa fixável e uma placa móvel, sendo esta última presa a um motor por meio de uma haste de ligação que produz movimentos alternados. O implante é seguro por força de compressão entre duas placas de apoio opostas e o ensaio é realizado com a placa fixável disposta na posição vertical. O documento W02006/119243 versa sobre método e aparato para detecção da integralidade estrutural de implantes preenchidos com fluídos, mais especificamente, implante mamário de silicone-gel; ao mesmo tempo em que o referido implante é colocado no paciente. Um atuador mecânico ou vibrador é aplicado ao implante in vivo de forma segura e não invasiva e a resposta é medida e analisada. A resposta medida deve ser comparada com uma base de dados pré-determinada e a comparação indica a integralidade estrutural do implante. A severidade e localização da ruptura também podem ser indicadas. A resposta por medição dinâmica é mais acurada que a análise convencional por imagens. O aparato descrito no referido documento compreende um membro de contato configurado para entrar em contato com a prótese de silicone de forma não invasiva, um transdutor aplicado ao implante, sendo que o referido transdutor esta configurado para medir a resposta a ação mecânica aplicada pelo membro de contato e um processador para comunicação com o transdutor, sendo que o referido processador esta configurado para comparar a resposta com a base de dados pré-determinada e indicar se o implante possui defeitos estruturais com base nesta comparação. O documento PI0606311-0 versa sobre máquina para ensaio de fadiga, instrumentada, para determinação das propriedades de fadiga de materiais, em ambiente controlado, com capacidade para ensaiar simultaneamente 10 corpos-de-prova com carregamentos e ambientes individuais, e seu processo de fabricação. A máquina é constituída de uma base sólida, eixos, rolamentos, motor, redutor, inversor de frequência, contador de número de ciclos, célula de carga, bomba de recirculação de fluido e câmaras para submeter os corpos-de-prova a ambientes diversos, parafusos e porcas. A máquina é projetada para aplicar ciclos de flexão reversa ao corpo de prova sob ensaio. O documento PI0800480-3 versa sobre máquina para ensaios de fadiga sob controle das cargas de corpos de prova de um material ou de componentes em geral, tais como aqueles empregados na indústria automotiva, de eletroeletrônicos e de próteses para ortopedia, especialmente aquelas utilizadas em implantes dentários humanos, representa um sistema muito econômico para a realização dos ensaios, em relação aos dispendiosos sistemas servo-hidráulicos normalmente empregados com esta finalidade. A referida máquina é constituída de um sistema de acionamento envolvendo um excêntrico giratório que atua sobre um pino cujo comprimento total pode ser variado antes do ensaio, e que por sua vez atua sobre uma mola que se apoia no componente ou corpo de prova de material a ser ensaiado. O giro do excêntrico varia a deflexão da mola, aplicando cargas variáveis e cíclicas controladas sobre o componente ou corpo de prova de material a ser ensaiado.In the patent area, some relevant documents were found, which will be described below. Document NBR 14760: 2001 deals with parameters and apparatus for mechanical testing of implantable breast implants. Among the tests covered in this standard is the fatigue test, which is defined by the shear cyclic request of compressed prostheses between a fixable plate and a movable plate, the latter being attached to a motor by means of a connecting rod that produces motions. alternate. The implant is held by compressive force between two opposing support plates and the test is performed with the upright fixable plate. Document W02006 / 119243 is about method and apparatus for detecting the structural completeness of fluid filled implants, more specifically, silicone gel breast implants; at the same time said implant is placed on the patient. A mechanical actuator or vibrator is safely and non-invasively applied to the implant in vivo and the response is measured and analyzed. The measured response should be compared against a predetermined database and the comparison indicates the structural completeness of the implant. The severity and location of the rupture may also be indicated. The dynamic measurement response is more accurate than conventional image analysis. The apparatus described in said document comprises a contact member configured to non-invasively contact the silicone prosthesis, a transducer applied to the implant, said transducer being configured to measure the response to mechanical action applied by the implant member. contact and a processor for communicating with the transducer, said processor being configured to compare response with the predetermined database and to indicate whether the implant has structural defects based on this comparison. Document PI0606311-0 deals with an instrumented fatigue testing machine for the determination of material fatigue properties in a controlled environment, capable of simultaneously testing 10 specimens with individual loading and environments and their manufacturing process. . The machine consists of a solid base, shafts, bearings, motor, reducer, frequency inverter, cycle number counter, load cell, fluid recirculation pump and chambers for subjecting specimens to various environments, bolts and nuts. The machine is designed to apply reverse bending cycles to the test specimen under test. Document PI0800480-3 deals with a machine for fatigue testing under load control of specimens of a material or components in general, such as those employed in the automotive, electronics and orthopedic prostheses industries, especially those used in implants. human teeth, represents a very economical system to perform the tests, in relation to the expensive servohydraulic systems normally used for this purpose. Said machine is constituted by a drive system involving a rotary cam that acts on a pin whose total length can be varied before the test, and which in turn acts on a spring that rests on the component or specimen of material to be tested. be rehearsed. Cam rotation varies spring deflection by applying controlled variable and cyclic loads on the component or specimen of material to be tested.
Os documentos acima descritos não apresentam equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento com nível de compressão controlado, compreendendo medidor de deslocamento controlado, além de não apresentarem equipamento que possibilite a utilização de corpos de prova de volumes distintos em um mesmo ensaio e, em especial, que compreendam uma base articulada para facilitar o preparo do equipamento de ensaios.The documents described above do not present controlled compression level shear fatigue testing equipment, including controlled displacement gauge, and do not have equipment that allows the use of specimens of different volumes in the same test and, in particular, comprising a hinged base to facilitate the preparation of test equipment.
Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.From what can be inferred from the researched literature, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here has novelty and inventive activity in the state of the art.
Sumário da Invenção Em um aspecto, a presente invenção descreve um equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento, especialmente para corpos de prova maleáveis, como exemplo, próteses mamárias. O equipamento é capaz de aplicar ciclos de cisalhamento aos corpos de prova, sendo os ciclos controlados automaticamente, além de um braço articulável para facilitar o preparo dos ensaios. A presente invenção apresenta uma série de vantagens, incluindo: acionamento eletromecânico; precisão de movimentos; capacidade de realizar ensaios de forma automática; realiza ensaios em uma pluralidade de corpos de prova simultaneamente; possibilita a realização de teste simultâneo em próteses com volume diferentes; possui nível de compressão variável; incrementa e conta os ciclos automaticamente. É, portanto, um primeiro objeto da presente invenção um equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento compreendendo: a) pelo menos uma base articulada (2); b) pelo menos um braço oscilatório (14); e c) um sistema de acionamento (1) cooperativamente associado ao braço oscilatório (14).SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the present invention describes an equipment for shear fatigue testing, especially for malleable specimens such as breast implants. The equipment is capable of applying shear cycles to the specimens, the cycles being automatically controlled, and an articulating arm to facilitate the preparation of the tests. The present invention has a number of advantages, including: electromechanical drive; movement accuracy; ability to perform tests automatically; perform tests on a plurality of specimens simultaneously; enables simultaneous testing on different volume prostheses; has variable compression level; increment and count cycles automatically. It is therefore a first object of the present invention a shear fatigue testing apparatus comprising: a) at least one hinged base (2); b) at least one oscillating arm (14); and c) a drive system (1) cooperatively associated with the oscillating arm (14).
Em uma realização preferencial o braço oscilatório (14) e o sistema de acionamento (1) são dispostos na base articulada (2), a base articulada (2) associada a um suporte (S), o equipamento compreende, ainda, um contador de ciclos (13) de deslocamento do braço oscilatório (14).In a preferred embodiment the oscillating arm (14) and the drive system (1) are arranged on the hinged base (2), the hinged base (2) associated with a support (S), the equipment further comprises a speed counter. oscillating arm displacement cycles (13) (14).
Em uma realização preferencial o contador de ciclos (13) é alimentado por um sensor (4) para medição da posição do braço oscilatório.In a preferred embodiment the cycle counter (13) is powered by a sensor (4) for measuring the position of the oscillating arm.
Em uma realização preferencial a base articulada (2) é associada a um suporte (S) por meio de uma região de articulação (18).In a preferred embodiment the hinged base (2) is associated with a support (S) by means of a hinge region (18).
Em uma realização preferencial a base articulada (2) é dotada de regiões de travamento (15b) associáveis às regiões de travamento (15a) do suporte (S).In a preferred embodiment the hinged base (2) is provided with locking regions (15b) associable with the locking regions (15a) of the support (S).
Em uma realização preferencial a base articulada (2) é apoiada no suporte (S) por meio de uma barra de sustentação (8) dotada de elemento para ajuste de inclinação (16), a base articulada (2) compreendendo um medidor de inclinação (9).In a preferred embodiment the hinged base (2) is supported on the support (S) by means of a support bar (8) provided with tilt adjusting member (16), the hinged base (2) comprising a tilt gauge ( 9).
Em uma realização preferencial o braço oscilatório (14) compreende para cada corpo de prova a ser ensaiado: a) um pino guia (20) alojado no interior de uma abertura (21); b) cada pino guia (20) sendo associado a um disco (7); c) um equipamento de medição de deslocamento (3), para medição do deslocamento do disco (7) na direção ortogonal ao braço oscilatório (14).In a preferred embodiment the oscillating arm (14) comprises for each specimen to be tested: a) a guide pin (20) housed within an opening (21); b) each guide pin (20) being associated with a disc (7); c) a displacement measuring device (3) for measuring the displacement of the disc (7) in the direction orthogonal to the oscillating arm (14).
Em uma realização preferencial o braço oscilatório (14) é disposto por meio de guias lineares (23), em uma guia linear (22), a guia linear (22) sendo fixada em apoios (5) por meio de elementos de travamento (6).In a preferred embodiment the oscillating arm (14) is arranged by means of linear guides (23) in a linear guide (22), the linear guide (22) being fixed to supports (5) by means of locking elements (6 ).
Em uma realização preferencial o sistema de acionamento (1) é definido por um motor elétrico acoplado a uma biela (10) associada cooperativamente ao braço oscilatório (14). É um segundo objeto da presente invenção, um método de preparação de equipamento para ensaio de fadiga compreendendo pelo menos uma das etapas definidas por: a) mover angularmente a base articulada (2) até uma posição horizontal; b) apoiar a base articulada (2) em uma primeira extremidade de uma barra de sustentação (8) e apoiar uma segunda extremidade da barra de sustentação (8) no suporte (S); c) controlar a inclinação da base articulada (2) por meio de um medidor de inclinação (9) realizando correções na inclinação por meio de um elemento de ajuste de inclinação (16); d) destravar o elemento de travamento (6) e mover a guia linear que comporta o braço oscilatório (14) nos apoios (5); e) dispor corpos de prova (17) na região de ensaio (24) entre o disco (7) e a superfície da base articulada (2); f) comprimir o corpo de prova contra a superfície da base articulada (2) e travar o pino guia (20) em relação ao braço oscilatório (14); g) medir o valor indicado pelo equipamento de medição de deslocamento (3); h) remover a barra de sustentação (8); i) travar a base articulada (2) no suporte (S) por meio de pontos de travamento (15a, 15b); j) acionar o sistema de acionamento (1) por um período ou número de ciclos desejado, k) medir o valor indicado pelo equipamento de medição de deslocamento (3); l) repetir as etapas a), b) e d) e remover os corpos de prova (17) do equipamento.In a preferred embodiment the drive system (1) is defined by an electric motor coupled to a connecting rod (10) cooperatively associated with the oscillating arm (14). A second object of the present invention is a method of preparing fatigue testing equipment comprising at least one of the steps defined by: a) angularly moving the hinged base (2) to a horizontal position; b) supporting the hinged base (2) on a first end of a support bar (8) and supporting a second end of the support bar (8) on the support (S); c) controlling the inclination of the hinged base (2) by means of a tilt gauge (9) by making tilt corrections by means of a tilt adjusting element (16); d) unlocking the locking element (6) and moving the linear guide comprising the oscillating arm (14) on the supports (5); e) arranging specimens (17) in the test region (24) between the disc (7) and the hinged base surface (2); f) compressing the specimen against the surface of the hinged base (2) and locking the guide pin (20) relative to the oscillating arm (14); g) measuring the value indicated by the displacement measuring equipment (3); h) remove the support bar (8); i) locking the hinged base (2) on the support (S) by means of locking points (15a, 15b); j) actuate the drive system (1) for a desired period or number of cycles; k) measure the value indicated by the displacement measuring equipment (3); l) repeat steps a), b) and d) and remove the specimens (17) from the equipment.
Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.These and other objects of the invention will be immediately appreciated by those skilled in the art and companies having an interest in the segment, and will be described in sufficient detail for reproduction in the following description.
Breve Descrição das Figuras A Figura 1 ilustra o equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento da presente invenção, em uma vista perspectiva superior. A figura 2 ilustra uma das extremidades do equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento da presente invenção. A figura 3 ilustra o equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento da presente invenção, em uma vista lateral. A figura 4 ilustra o equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento da presente invenção, em uma vista superior.Brief Description of the Figures Figure 1 illustrates the shear fatigue testing equipment of the present invention, in a top perspective view. Figure 2 illustrates one end of the shear fatigue testing equipment of the present invention. Figure 3 illustrates the shear fatigue testing equipment of the present invention in a side view. Figure 4 illustrates the shear fatigue testing equipment of the present invention in a top view.
Descrição Detalhada da Invenção Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo, sem limitar o escopo da mesma. O equipamento para ensaio de fadiga por cisalhamento é especialmente desenvolvido para o ensaio de fadiga em corpos de prova maleáveis, preferencialmente próteses mamárias, sendo o referido equipamento capaz de criar forças de cisalhamento nos referidos corpos em ciclos pré-determinados conforme especificações de cada ensaio. O equipamento compreende uma base articulada (2) sobre a qual são dispostos o braço oscilatório (14) e um sistema de acionamento (1). A base articulada (2) é preferivelmente fixada em um suporte (S) por meio de região articulação (18). A posição da base articulada (2) com relação à sua inclinação é ajustada por meio de elemento de ajuste de inclinação (16), o referido elemento (16) encontra-se em uma barra de sustentação (8) a qual é capaz de suportar o peso da base articulada (2) e de todos os elementos que são dispostos sobre a mesma, conforme ilustrado na figura 3. O nível de inclinação da base articulada (2) é medido por meio de medidor de inclinação (9). A referida base articulada (2) pode ser mantida em posição horizontal com auxílio de uma barra de sustentação (8), ou na posição vertical, quando a referida barra de sustentação (8) é retirada. O braço oscilatório (14) é acionado pelo sistema de acionamento (1), o qual é definido, preferencialmente, por um motor elétrico de cv (19), um inversor de frequência (12) e contador de ciclos (13). O sistema de acionamento, também, compreende um conjunto biela (10) e polia (11); conectado ao conjunto biela, polia, encontra-se um braço oscilatório (14) o qual, com auxilio do motor (19) executa movimentos lineares alternativos e paralelos à base articulada (2). O braço oscilatório (14) compreende guias lineares (23), ditas guias (23) são associadas às guias lineares (22) suportadas em apoios (5). O apoio (5) é disposto na base articulada (2) e suporta o braço oscilatório (14) com auxílio dos elementos de travamento (6). O braço oscilatório (14) suporta os discos (7), os quais são responsáveis pela compressão do corpo de prova. Cada disco de compressão (7) é preferivelmente composto de material acrílico transparente para facilitar a visualização do corpo de prova. A distância dos discos (7) em relação à base articulada (2) pode ser ajustada por meio de pinos guia (20) os quais são conectados ao braço oscilatório (14).Detailed Description of the Invention The examples shown herein are intended solely to exemplify one of the numerous ways of carrying out the invention, however without limiting the scope thereof. The shear fatigue testing equipment is specially developed for fatigue testing on malleable specimens, preferably breast implants, said equipment being able to create shear forces on said bodies in predetermined cycles as specified in each test. The apparatus comprises a hinged base (2) on which the oscillating arm (14) and a drive system (1) are arranged. The hinged base (2) is preferably fixed to a support (S) by means of the hinge region (18). The position of the hinged base (2) with respect to its inclination is adjusted by means of tilt adjusting element (16), said element (16) is in a support bar (8) which is capable of supporting the weight of the hinged base (2) and all the elements disposed thereon as shown in figure 3. The tilt level of the hinged base (2) is measured by means of the tilt gauge (9). Said hinged base (2) may be held in a horizontal position with the aid of a support bar (8), or in an upright position when said support bar (8) is removed. The oscillating arm (14) is driven by the drive system (1), which is preferably defined by a cv electric motor (19), a frequency inverter (12) and cycle counter (13). The drive system also comprises a connecting rod (10) and pulley (11) assembly; connected to the connecting rod, pulley is an oscillating arm (14) which, with the aid of the motor (19) performs alternative linear movements parallel to the articulated base (2). The oscillating arm (14) comprises linear guides (23), said guides (23) are associated with linear guides (22) supported on supports (5). The support (5) is arranged on the hinged base (2) and supports the oscillating arm (14) with the aid of the locking elements (6). The oscillating arm (14) supports the discs (7), which are responsible for compressing the specimen. Each compression disc (7) is preferably composed of clear acrylic material for easy viewing of the specimen. The distance of the discs (7) from the hinged base (2) can be adjusted by means of guide pins (20) which are connected to the oscillating arm (14).
Cada disco (7) está associado a um pino guia (20), sendo que o referido pino guia (20) transpassa o braço oscilatório (14) através da abertura (21). O pino guia (20) auxilia o deslocamento do disco (7) em relação à vertical. O deslocamento do disco (7), e consequentemente, o nível de compressão dos corpos de prova, é medido pelo medidor de deslocamento (3). A distância entre a base articulada (2) e o braço oscilatório (14) pode variar de 0 a 100 mm. O método de preparação do equipamento para ensaio de fadiga compreende etapas de montagem e preparação dos corpos de prova, bem como meios de execução dos testes.Each disc (7) is associated with a guide pin (20), said guide pin (20) passing the oscillating arm (14) through the opening (21). The guide pin (20) assists the displacement of the disc (7) in relation to the vertical. The displacement of the disc (7), and consequently the compression level of the specimens, is measured by the displacement meter (3). The distance between the articulated base (2) and the oscillating arm (14) may vary from 0 to 100 mm. The method of preparing fatigue testing equipment comprises mounting and sample preparation steps as well as means for carrying out the tests.
Inicialmente o equipamento é posicionado de forma que a base articulada (2) se encontre em posição horizontal, sendo a posição mantida com auxilio da barra de sustentação (8) e do elemento de ajuste de inclinação (16). A barra de sustentação (8) tem uma extremidade ligada ao suporte (S) e a outra extremidade ligada à base articulada (2). A posição horizontal é verificada por meio do medidor de inclinação (9). O braço oscilatório (14) é associado a uma guia linear do suporte (22) por meio de uma guia linear (23) localizada no próprio braço oscilatório (14). O elemento de travamento (6) é liberado possibilitando a movimentação do braço oscilatório por meios das guias lineares supracitadas na direção de compressão dos corpos de prova.Initially the equipment is positioned so that the articulated base (2) is in a horizontal position, the position being maintained with the help of the support bar (8) and the tilt adjustment element (16). The support bar (8) has one end attached to the support (S) and the other end attached to the hinged base (2). The horizontal position is checked using the tilt gauge (9). The oscillating arm (14) is associated with a linear guide of the support (22) by means of a linear guide (23) located on the oscillating arm (14) itself. The locking element (6) is released allowing movement of the oscillating arm by means of the above mentioned linear guides in the direction of compression of the specimens.
Os corpos de prova são dispostos sobre a base articulada (2) na região de ensaio (17), logo abaixo dos discos (7). O disco (7) possui liberdade de movimentação vertical, desta forma comprimindo o corpo de prova contra a superfície da base articulada (2). A movimentação vertical dos discos (7) é intermediada pelo pino guia (20). O nível de compressão sofrido pelo corpo de prova é verificado por meio do medidor de deslocamento (3).The specimens are arranged on the hinged base (2) in the test region (17), just below the discs (7). The disc (7) has freedom of vertical movement, thus compressing the specimen against the surface of the articulated base (2). The vertical movement of the discs (7) is intermediated by the guide pin (20). The compression level suffered by the specimen is checked by means of the displacement meter (3).
Após a disposição dos corpos de prova na região de ensaio (17), a base articulada (2) pode ser posicionada na vertical, de forma que sua superfície permaneça paralela à superfície do suporte (S). Para tal, a barra de sustentação (8) é retirada. Com a base articulada (2) na posição vertical, a mesma é fixada ao suporte (S) por meio de região de travamento (15b), sendo estas associáveis às regiões de travamento (15a) do suporte (S). Em uma realização preferencial, a região de travamento (15b) é definida por aberturas capazes de se associar com projeções que definem a região de travamento (15a). Cabe notar, no entanto, que diferentes meios de associação podem ser empregados, desde que tal associação confira rigidez necessária de junção entre a extremidade da base articulada (2) e o suporte (S).After the specimens are arranged in the test region (17), the hinged base (2) can be positioned vertically so that its surface remains parallel to the surface of the support (S). To do this, the support bar (8) is removed. With the hinged base (2) in an upright position, it is fixed to the support (S) by means of locking region (15b), which is associable with the locking regions (15a) of the support (S). In a preferred embodiment, the locking region (15b) is defined by apertures capable of associating with projections defining the locking region (15a). It should be noted, however, that different coupling means may be employed, provided such coupling confers the necessary stiffness of joint between the end of the hinged base (2) and the support (S).
Por meio do inversor de frequência (12) o motor elétrico é acionado. Os ciclos são definidos conforme a necessidade dos testes. Um sensor (4), preferencialmente indutivo, é acionado toda vez que o mecanismo atinge o ponto morto superior incrementando o contador de ciclos (13). Após a finalização dos testes, o sistema de acionamento (1) desliga-se automaticamente, neste momento, a contagem atinge o número de ciclos determinado, desta forma a base articulada (2) pode ser posicionada na horizontal, os discos são movidos liberando os corpos de prova.By means of the frequency inverter (12) the electric motor is started. The cycles are defined as required by the tests. A preferably inductive sensor (4) is triggered each time the engine reaches top dead center by incrementing the cycle counter (13). Upon completion of the tests, the drive system (1) shuts off automatically, at this time the count reaches the number of cycles determined, so the hinged base (2) can be positioned horizontally, the disks are moved releasing the proof bodies.
Exemplo 1 - Realização Preferencial Equipamento para ensaio de fadiga O equipamento para ensaio de fadiga compreende uma base articulada (2); um braço oscilatório (14); e sistema de acionamento (1) cooperativamente associado ao braço oscilatório (14). A base articulada (2) caracteriza-se por uma placa de superfície plana de formato retangular. A base articulada é preferivelmente feita de aço inoxidável. O sistema de acionamento é composto por motor elétrico de 1A cv, inversor de frequência (12), biela (10), polia (11) e contador de ciclos (13). O braço oscilatório (14) caracteriza-se por uma extensão de formato retangular compreendendo guias lineares (23), sendo uma guia localizada em cada lateral do braço oscilatório (14).Example 1 - Preferred Embodiment Fatigue Testing Equipment The fatigue testing equipment comprises a hinged base (2); an oscillating arm (14); and drive system (1) cooperatively associated with the oscillating arm (14). The articulated base (2) is characterized by a flat surface plate of rectangular shape. The hinged base is preferably made of stainless steel. The drive system consists of 1A hp electric motor, frequency inverter (12), connecting rod (10), pulley (11) and cycle counter (13). The oscillating arm (14) is characterized by a rectangular shaped extension comprising linear guides (23), a guide being located on each side of the oscillating arm (14).
Apoios (5) são dispostos sobre a base articulada (2), sendo que os referidos apoios (5) são associados a elementos de travamento (6); aos elementos de travamento (6) são associadas guias lineares (22) as quais são acopladas as guia lineares (23) do braço oscilatório. São dispostos dois elementos de travamento (6) em cada apoio (5). O braço oscilatório compreende pinos guia (20), os quais transpassam o braço por aberturas (21). Os pinos guia (20) estão associados, cada qual, com um disco (7) possibilitando, desta forma, o deslocamento dos discos (7) com relação a vertical, ou seja, perpendicularmente à base articulada (2). O deslocamento vertical dos discos (7) é medido por meio de medidor de deslocamento (3) o qual é caracterizado por um paquímetro digital. A base articulada (2) é fixada por meio de região de articulação (18) à um suporte (S). A região de articulação é caracterizada por uma dobradiça e o suporte (S) pode ser caracterizado por uma parede ou uma superfície capaz de suportar a base articulada (2). A base articulada (2) é mantida na posição horizontal por meio de barra de sustentação (8). Uma das extremidades da barra de sustentação (8) é conectada a base articulada (2) e a outra extremidade da barra de sustentação (8) é conectada ao suporte (S); desta forma sendo capaz de suportar o peso da base articulada (2) e dos elementos dispostos sobre a mesma. O elemento de ajuste de inclinação (16) é disposto na barra de sustentação (8) e possibilita a movimentação da região de articulação (18), desta forma modificando a posição da base articulada (2) com relação a horizontal. A posição da base articulada quanto à inclinação é verificada com auxilio de medidor de inclinação (9) o qual é caracterizado por nível de bolha. A base articulada (2) possui regiões para travamento (15b) localizadas próximas à extremidade da base (2), mais especificamente na extremidade oposta ao sistema de acionamento (1). As regiões para travamento (15b) são associadas às regiões de travamento (15a), deste modo, fazendo com que a base articulada (2) permaneça na posição vertical, paralela ao suporte (S). Ensaio de fadiga em implantes A base articulada (2) é posicionada na horizontal, sendo esta posição verificada pelo medidor de inclinação (9) o qual é preferivelmente, um nível de bolha ou qualquer aparato capaz de verificar o nível de inclinação de uma superfície. A permanência da base articulada (2) na posição horizontal é garantida pela barra de sustentação (8).Supports (5) are arranged on the hinged base (2), said abutments (5) being associated with locking elements (6); to the locking elements (6) are associated linear guides (22) to which the linear guides (23) of the oscillating arm are coupled. Two locking elements (6) are arranged on each support (5). The oscillating arm comprises guide pins (20) which pass the arm through openings (21). The guide pins (20) are each associated with a disc (7) thus enabling displacement of the discs (7) with respect to the vertical, ie perpendicular to the articulated base (2). The vertical displacement of the discs (7) is measured by means of a displacement meter (3) which is characterized by a digital caliper. The articulated base (2) is fixed by means of articulation region (18) to a support (S). The hinge region is characterized by a hinge and the support (S) may be characterized by a wall or surface capable of supporting the hinged base (2). The hinged base (2) is held in a horizontal position by means of a support bar (8). One end of the support bar (8) is connected to the hinged base (2) and the other end of the support bar (8) is connected to the support (S); thus being able to support the weight of the hinged base (2) and the elements disposed thereon. The tilt adjusting element (16) is arranged on the support bar (8) and enables movement of the pivot region (18), thereby modifying the position of the pivot base (2) with respect to the horizontal. The position of the hinged base in relation to the inclination is checked with the aid of the inclination meter (9) which is characterized by spirit level. The hinged base (2) has locking regions (15b) located near the end of the base (2), more specifically at the opposite end to the drive system (1). The locking regions (15b) are associated with the locking regions (15a), thereby causing the hinged base (2) to remain upright, parallel to the support (S). Implant Fatigue Test The hinged base (2) is positioned horizontally, this position being checked by the tilt meter (9) which is preferably a bubble level or any apparatus capable of checking the tilt level of a surface. The permanence of the articulated base (2) in the horizontal position is ensured by the support bar (8).
Os corpos de prova são posicionados sobre a base articulada (2) na região de ensaio (17) quando a mesma encontra-se na posição horizontal; sendo que os corpos de prova são preferencialmente, próteses mamárias. Os corpos de prova são colocados abaixo dos discos (7), de forma que, quando os discos (7) são movidos verticalmente em direção aos corpos de prova, os mesmos são comprimidos contra a superfície da base articulada (2). O nível de compressão dos corpos de prova é medido a partir do deslocamento dos discos (7), sendo que este nível de compressão é variável conforme especificações de cada ensaio. O deslocamento dos discos (7) é realizado por medidor de deslocamento (3) o qual é caracterizado por paquímetro digital ou qualquer aparato capaz de mensurar deslocamentos.The test specimens are positioned on the hinged base (2) in the test region (17) when it is in the horizontal position; The specimens are preferably breast implants. The specimens are placed below the discs (7), so that when the discs (7) are moved vertically towards the specimens, they are pressed against the surface of the hinged base (2). The compression level of the specimens is measured from the displacement of the discs (7), and this compression level varies according to the specifications of each test. The displacement of the discs (7) is performed by a displacement meter (3) which is characterized by a digital caliper or any apparatus capable of measuring displacements.
Após o posicionamento dos corpos de prova, a base articulada (2) é movida para a posição vertical, ou seja, paralela ao suporte (S). Para tal, a barra de sustentação (8) é removida, e por meio da região de articulação (18), a base articulada (2) é posicionada na vertical. A fixação da base articulada (2) ao suporte (S) é realizada por meio de regiões de travamento (15a) localizadas no suporte (S) e as regiões de travamento (15b) localizadas na base articulada (2). O sistema de acionamento (1) é então acionado, fornecendo ao braço oscilatório (14), movimentação linear alternada. A partida do motor ocorre por meio do inversor de frequência (12). A rotação é definida para 200 RPM ou 3,33 Hz, conforme especificação para ensaios em próteses mamárias. Um sensor indutivo (4) é acionado toda vez que o mecanismo atinge o ponto morto superior incrementando o contador de ciclos (13). Quando o número determinado de ciclos é atingido para o ensaio, o sistema de acionamento (1) é desligado automaticamente.After positioning the specimens, the hinged base (2) is moved to the vertical position, ie parallel to the support (S). For this, the support bar (8) is removed, and by means of the pivot region (18), the pivot base (2) is positioned vertically. The attachment of the hinge base (2) to the support (S) is accomplished by means of locking regions (15a) located on the support (S) and the locking regions (15b) located on the articulated base (2). The drive system (1) is then driven, providing the oscillating arm (14) with alternating linear motion. The motor starts via the frequency inverter (12). Speed is set to 200 RPM or 3.33 Hz, as specified for breast implant testing. An inductive sensor (4) is triggered each time the engine reaches top dead center by incrementing the cycle counter (13). When the specified number of cycles is reached for the test, the drive system (1) is automatically switched off.
Ao final do ensaio, a base articulada (2) é liberada do suporte (S) e colocada novamente em posição horizontal, a barra de sustentação (8) é recolocada. Os discos (7) são movidos de forma a descomprimir os corpos de prova, os quais podem ser retirados.At the end of the test, the articulated base (2) is released from the support (S) and placed back in horizontal position, the support bar (8) is replaced. The discs (7) are moved to decompress the specimens, which can be removed.
No caso específico de implantes mamários, por exemplo, cada conjunto de quatro implantes é ensaiado em aproximadamente sete dias.In the specific case of breast implants, for example, each set of four implants is tested in approximately seven days.
Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outros variantes, abrangidos no escopo das reivindicações anexas.Those skilled in the art will appreciate the knowledge presented herein and may reproduce the invention in the embodiments presented and in other embodiments within the scope of the appended claims.
Reivindicações Equipamento para Ensaio de Fadiga por Cisalhamento e Método de Preparação de Equipamento para Ensaio de FadigaShear Fatigue Testing Equipment and Method for Preparing Fatigue Testing Equipment
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102013018097A BR102013018097A2 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | shear fatigue testing equipment and method of preparing fatigue testing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102013018097A BR102013018097A2 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | shear fatigue testing equipment and method of preparing fatigue testing equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR102013018097A2 true BR102013018097A2 (en) | 2015-12-22 |
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ID=55082912
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109141862A (en) * | 2018-10-16 | 2019-01-04 | 深圳市金合联供应链技术有限公司 | A kind of hinge steady testing device |
-
2013
- 2013-07-16 BR BR102013018097A patent/BR102013018097A2/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109141862A (en) * | 2018-10-16 | 2019-01-04 | 深圳市金合联供应链技术有限公司 | A kind of hinge steady testing device |
| CN109141862B (en) * | 2018-10-16 | 2023-10-27 | 深圳市金合联技术股份有限公司 | Hinge stability testing device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
| B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
| B11Y | Definitive dismissal acc. article 33 of ipl - extension of time limit for request of examination expired |