Damped Response of a Cantilever Sensor Embedded in Passive Muscle under Impact
Date Issued
2007
Date
2007
Author(s)
Chiu, Yu-Tung
DOI
zh-TW
Abstract
在生活中，容易因為外物的碰撞使得體內之微懸臂梁感測器的量測失準。為了排除因撞擊而產生的位移量，並準確地偵測CRP蛋白質濃度，我們從文獻中蒐集生物軟組織(皮膚、肌肉)的單軸拉伸實驗曲線和鬆弛試驗曲線，並以曲線擬合的方式擬合出超彈性(hyperelastic) (以Ogden form表示)和黏彈性(viscoelastic)(以Prony級數表示)的材料常數。
在計算微懸臂梁的位移量時會因為充斥感測器內的液體(即血液)產生的剪力和正向壓力，使得梁不會很迅速地回到原來的位置，而類似於阻尼的效果。其間的過程在於固液耦合的物理現象，在每個時間點固體結構的變形和液體的流速互相影響。經由有限元素法的分析，可以得到微懸臂梁上產生最大位移的地方(梁末端)衰減所需要的時間。梁末端位移衰減至因衝擊造成最大位移的10%所需要的時間，經由二維以及三維分析得到的結果分別為11.5秒和6.2秒。
Subjects
微懸臂梁感測器
被動肌肉
黏彈性
超彈性
有限元素法
micro-cantilever
passive muscle
viscoelastic
hyperelastic
finite element
Type
thesis