纤维样品的疲劳评估的制作方法

本公开涉及一种用于评估纤维样品的疲劳的方法以及相关的计算机程序代码和设备。特别地，该方法可以涉及评估人类毛发样品的疲劳。

背景技术：

1、机械测试，特别是拉伸测试和疲劳分析，在广泛的多种工业中用于分析产品和材料的性质，以允许工程师改进设计和化学制剂。

2、在快速发展的消费品领域中，在开发毛发护理产品时，需要测试产品对毛发纤维性质的影响，使得可以评价产品作为化学处理剂的效果并与现有制剂的效果进行比较。通常，可以通过比较施加和不施加产品处理的纤维的机械性能来进行这种分析。用于这些比较的常见机械参数是杨氏模量。这可以使用简单的拉伸测试(测量力vs应变，或应力vs应变)来测量。在一些实例中，对每种类型的约50个纤维重复拉伸测试(处理的vs未处理的)。这种类型的测试可以称为“经典拉伸测试”。整体实验相对快速，并且可以用于筛选制剂以确定它们以期望的方式影响纤维样品的物理性质的有效性。

3、然而，与应力/应变测量相比，纤维疲劳实验与一些材料(包括人类毛发)在现实世界条件下的性能更相关。在一些实例中，可以通过对样品重复循环应变和恢复来进行疲劳测量。在毛发护理产品测试中，这种分析比经典拉伸测试更能代表毛发纤维在梳理期间受到的机械损伤。典型地，可以重复这种循环过程直到纤维断裂。这种类型的测试可以被称为“单纤维疲劳测试”。可以记录多个纤维(例如30或50个纤维或更多)的“断裂循环(cyclesto break)”的平均数。文献中还报道了在疲劳测量中毛发类型之间的差异可能比在常规测量中大得多。

4、然而，目前使用疲劳测量来筛选活性组合物是不可行的，因为统计上显著的疲劳分析非常耗时。限制因素是需要对多个纤维中的每一个进行重复测量(数千个循环)，直到纤维失效。例如，对于涉及30个纤维的研究，整个实验可能需要许多周。

5、有可能可以通过改变实验参数来加速纤维断裂。这可以包括改变实验中使用的应力、力或应变的量。类似地，可以调节进行实验的湿度或其他环境参数，以影响断裂纤维所需的循环数。然而，显著改变这些物理参数可能导致测试显著偏离真实世界的消费者相关条件，因此降低评估的证明价值。

6、本公开的一些方面涉及在期望的消费者相关条件内加速毛发纤维疲劳测量的方式，使得制剂的筛选是可行的。

7、本公开的其他方面涉及识别被测纤维样品的初始物理性质。

技术实现思路

1、根据本公开的实施方式，提供了一种评估一个或多个纤维样品的疲劳的方法，包括：

2、对于多个加载循环接收纤维样品的疲劳测试数据；

3、对于循环的至少一个子集，基于来自所述疲劳测试的数据来确定加载能量；

4、基于该循环的至少一个子集的加载能量来确定疲劳指示。

5、疲劳测试可以是单纤维疲劳测试。

6、在一个或多个实施方式中，确定疲劳率的指示包括确定加载能量相对于循环数的变化率。

7、在一个或多个实施方式中，加载能量的变化率是基于多个循环的加载能量的平滑值。

8、在一个或多个实施方式中，基于初始加载循环来确定疲劳率的指示。

9、在一个或多个实施方式中，疲劳测试数据的多个循环包括少于以下的一个：10000、20000或50000个循环。

10、在一个或多个实施方式中，该方法还包括基于加载能量相对于循环数的多个最大值来确定纤维样品的初始状况的指示。

11、在一个或多个实施方式中，疲劳测试数据包括力或基于位移的应力或应变数据。作为使用力或拉伸位移的进一步替代方案，疲劳测试数据可以包括作为位移或应变的函数的弯曲或扭转力或应力。

12、在一个或多个实施方式中，循环的加载能量通过对该循环的加载部分的力或/基于位移的应力或/应变进行积分来确定。

13、在一个或多个实施方式中，循环的加载能量通过对该循环的加载/卸载滞后内力或基于位移的应力或应变进行积分来确定。该方法可以是计算机实施的方法。

14、在一个或多个实施方式中，基于循环的加载能量确定疲劳指示包括通过对该循环的加载部分的力或基于位移的应力或应变进行积分来确定。

15、在一个或多个实施方式中，确定疲劳指示还包括对在该循环的卸载部分的力或基于位移的应力或应变进行积分以确定该循环内的能量损失。

16、在一个或多个实施方式中，该方法还包括响应于确定疲劳指示满足预定值而停止样品的自动测试计划。

17、在一个或多个实施方式中，一个或多个纤维样品包括人或动物毛发纤维。

18、在一个或多个实施方式中，该方法还包括对于多个加载循环执行疲劳测试，这可以作为自动测试计划来执行。

19、根据本公开的进一步实施方式，提供了一种方法，包括：

20、对于多个加载循环接收纤维样品的疲劳测试数据；

21、对于循环的至少一个子集，基于来自疲劳测试的数据来确定加载能量；

22、基于作为循环数的函数的加载能量特征确定纤维初始状况的指示。

23、根据另一方面，本公开提供了一种可通过电子数据传输分发的计算机程序，其包括计算机程序代码装置，所述计算机程序代码装置适于在所述程序被加载到计算机上时使计算机执行本文所述的任何方法的程序，或本公开提供一种计算机程序产品，其包括其上具有计算机程序代码装置的计算机可读介质，所述计算机程序代码装置适于在所述程序被加载到计算机上时使计算机执行本文所述的任何方法的程序。

24、根据本公开的进一步实施方式，提供了一种疲劳测试设备，其包括控制器，该控制器被配置为在使用时执行本文所述的一种或多种方法。

技术特征：

1.一种评估毛发纤维样品的疲劳的方法，该方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中确定疲劳率的指示包括确定所述加载能量相对于循环数的变化率。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述加载能量的变化率是基于所述多个循环的加载能量的平滑值。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述疲劳率的指示基于初始加载循环来确定，其中所述初始加载循环包括少于以下之一：10000、20000或50000个循环。

5.如权利要求2或3所述的方法，其中所述疲劳率的指示基于初始加载循环来确定，其中用于提供所述初始加载循环的加载循环数由所述加载能量相对于达到阈值的循环数的初始斜率的变化率来确定。

6.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述加载能量相对于循环数的多个最大值来确定所述纤维样品的初始状况的指示。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中循环的加载能量通过对该循环的加载部分的力/基于位移的应力/应变进行积分来确定。

8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中基于循环的加载能量来确定疲劳的指示包括通过对该循环的加载部分的力或基于位移的应力或应变进行积分来确定。

9.如权利要求8所述的方法，其中确定疲劳的指示还包括对该循环的卸载部分的力或基于位移的应力或应变进行积分以确定该循环内的能量损失。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括响应于确定所述疲劳指示满足预定值而停止样品的自动测试计划。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述毛发纤维样品包括人或动物毛发纤维。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括对于所述多个加载循环进行疲劳测试。

13.一种包括计算机程序代码的计算机可读存储介质，所述计算机程序代码被配置为在使用时使处理器执行权利要求1至10中任一项所述的方法。

14.一种包括控制器的疲劳测试设备，所述控制器被配置为在使用时执行权利要求12所述的方法。

技术总结
公开了用于评估包括毛发纤维的纤维样品的疲劳的设备、方法和相关的计算机程序。该方法包括：对于多个加载循环接收纤维样品的疲劳测试数据，其中疲劳测试数据包括力或基于位移的应力或应变数据；对于循环的至少一个子集，基于来自疲劳测试数据的数据来确定加载能量；和基于该循环的至少一个子集的加载能量来确定纤维样品中的疲劳指示。

技术研发人员：K·S·李
受保护的技术使用者：联合利华知识产权控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4