如何测量丁丁的硬度?

用哪种标准比较科学呢XD

能测量到一个精确的数值吗~

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章鱼喵.时见疏星理论物理专业,西夏文爱好者

2015-04-10 16:06

18岁以下请自行关掉页面;内含丁丁示意图,请酌情观看;由于问题的特殊性,先捂脸表示害羞<-你滚;

这算是物理系的经典话题了。大家大一大二会做杨氏模量的实验,然后大家就很快联想到了杨氏模量非常重要的应用——“喂,你丁丁杨氏模量多少?”

软塌塌的肯定不行的,因为可以弯折。这里假设抗弯折能力才是重要的。所以我们要考虑的这个硬度并不是真的材料上的硬度。

所以大家追求的是抗弯折能力——而对于丁丁这种情况,简单的来看,这里面有个很关键的量,就是杨氏模量的(而不是剪切模量),因为丁丁弯曲是拉伸外侧压缩内侧。

杨氏模量是这样的,我们定义 分别为完全勃起之后的默认长度和施加了力 F 拉伸之后的长度,杨氏模量就定义成

A 是丁丁横截面。

有个装置示意图,为了保护大家,示意图放在文章最后。

也就是说杨氏模量越大,相同的力道下面,丁丁变形就越小,这正好是我们想要的嘛?不过抗弯曲能力可不仅仅是杨氏模量大就够了。抗弯曲能力是要看在相同的力道下,丁丁弯曲的大小,太容易弯曲了可不好。所以我们现在不是看压强了,而是要看力。所以说,如果杨氏模量很大,但是丁丁好纤细,那么其实稍微加点力可能就弯了,那对(pao)象(you)就没感觉了!所以除了杨氏模量大,还要够粗好吧!

我们换个更加友好的描述吧。如果杨氏模量小,可以用粗来弥补,如果细了,可以用大的杨氏模量来弥补。

如果整个丁丁的杨氏模量大了会有问题。请参考这篇文章

上面好啰嗦,这个问题的话,可以直接测量抗弯折能力啊,物理系的同学们都做过实验的,把一个铁条搭在架子上,两端支撑,中间加上砝码。我们现在不是关心材料属性,所以我们无需做任何计算,只需要告诉别人,嘿嘿嘿,我加了两千克砝码产生的形变只有 1cm 。<-什么鬼……那是钢筋么……

>>>>>Edit:2015-04-10 未完待续<<<<<<<

下面我们问这样一个问题:如果不去硬测量,小丁丁的杨氏模量(不正规的“硬度”)如何获得呢?

丁丁是个结构复杂的家伙,我们再插入一张图,不过因为是截面图,所以倒也无所谓。

来自 [wikicommons](https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Penis_cross_section.svg ),CC BY-SA

当然作为一个做理论的,我们第一步是看看(真空中球形鸡这样的)简单模型。所以我们就忽略乱七八糟的结构,认为丁丁是一根充满液体的圆柱体。这显然是不精确的,因为海绵体内部的那些结构会提供很好的支撑(抗弯能力),而这个模型所有的抗弯曲能力都在壁上。我们来看看吧。

因为这个模型统一了下垂状态和站起来的状态,所以优势就是我们只需要一个统一的表达式来写出所有状态的压强,

F 是轴向的力,R 是模型里面的外径,r 是内径。另外我们通过杨氏模量的公式知道,

Y 是杨氏模量, 是在受到上面公式的力 F 的时候长度变化。例如 也就是勃起长度和下垂长度。

F 是什么?,P 是丁丁内部液体的压强。这样我们可以解出 L_e

这样我们就模型化了小丁丁。然而这个模型虽然跟部分数据能够吻合起来[^1],但是却没有提供很好的 insight。我们只知道内部体液/血液?压强越大越好,这是显而易见的,顶多我们知道这是个正比关系,也就是说,压强还挺关键的。

知道了这样一个模型,我们对勃起有了一点概念。更进一步,[^2] 中有一个扩展的而且看起来更加切合实际的模型:

丁丁是由 N 条弹性棒棒随机连接在一个圆通内壁上。这是一个更好的海绵体模型。对比这个模型和实验数据发现,海绵体的杨氏模量要远远小于白膜的杨氏模量,也就是说,其实丁丁膨大的时候,海绵体起了很关键的作用。而第一个模型中并没有把海绵体的贡献放进来,而仅仅是一个白膜模型。

我们可以想象一下,当丁丁勃起的时候,刚开始,张力是由海绵体提供的,但是如果仅仅海绵体提供,最多也就是 0.01MPa 这样的量级,是软绵绵的。但是丁丁会继续膨胀,直到白膜开始提供张力,这时候的丁丁的模量可以达到很大, MPa 量级。

通过这两个简单的模型,我们多多少少可以感觉到,丁丁的拉伸性能确实是很关键的部分,对于双方的感受都很关键。

如果要问一个数字的话,只能说这个数字跟具体的情况有关。正常情况下,白膜压力达到了 30-40kPa 这样的量级,我们取一个大的值,使用[^4]中的数据,得知这时候大约是 2MPa 量级。也就是说远低于橡胶的 100 -1000MPa 。

而在 [^5] 中,白膜的模量达到了 12 MPa。依然远小于橡胶的。

严格的说,如果有一个好的模型,我们是可以根据丁丁正常体积和完全勃起体积比值来计算出模量的,但是并没有发现一个简洁明了的模型。



第二个海绵体模型细节,对题目没有帮助所以放在这里:

这些弹性棒棒遵从胡克定律,其中 n 条杨氏模量是 Y,另外 N-n 条是 b Y,经过简(fu)单(za)的处理,最后结果可以得出

X 是什么?这是一个参数,表明充血/体液的过程中体积变化的参数。体积变化是一个逐渐变缓的过程,遵从这样的规律:

经过做实验,我们可以得到一些数据,根据数据可以解除杨氏模量 Y。









[^1]: J Chen, A Gefen, A Greenstein, H Matzkin and D Elad. Predicting penile size during erection. International Journal of Impotence Research (2000) 12, 328.

[^2]: Beer, F. P. & Johnson, E. R. 1992 Mechanics of materials, vol. 635, pp. 78–79, 2nd edn. New York, NY: McGraw-Hill Publishers.

[^3]: Gefen A, Chen J, Elad D. Stresses in the normal and diabetic human penis following implantation of an inflatable prosthesis. Med Biol Eng Comput. 1999 Sep;37(5):625-31.

[^4]: Kelly DA. Expansion of the tunica albuginea during penile inflation in the nine-banded armadillo (Dasypus novemcinctus). The Journal of Experimental Biology 202, 253–265 (1999)

[^5]: Daniel Udelson. Biomechanics of male erectile function. J R Soc Interface. 2007 Dec 22; 4(17): 1031–1048.



杨氏模量测量示意图来了:

(来源:J Chen, A Gefen, A Greenstein, H Matzkin and D Elad. Predicting penile size during erection. International Journal of Impotence Research (2000) 12, 328. )



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如果是说临床上实际用的评估方式,其实还蛮无聊的……

只是一种比较粗略的评估,不过倒是很直观,就是分下面四个档:

黄瓜是勃起功能健康的状态。

在医院里并不会真的搞一种方法去测量每个人丁丁硬度的具体数值,不过你们也可以开个脑洞_(:з」∠)_(我只用过测药片硬度的仪器,那个是直接旋紧看什么时候能把药片压碎的……所以肯定得选别的方法了)

医生对其他人体组织的软硬描述也是这种方式,比如比较硬的肿块标准就是“摸起来像额头”,中等的是“摸起来像鼻子”,软的是“摸起来像嘴唇”。

顺便说某品牌药物的这个宣传图,当时真是笑死我了……

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唉……拖稿大王都看不下去了,我来补充两句吧

其实某种程度上的硬♂度量化测量一直是有的啦。

在男科临床和法医临床里,勃起功能障碍(下称ED)的症状里就有“举而不坚”这条,但怎么量化测量一度是个问题。随着研究的开展,学界认识到男性夜间生理性勃起的频率、持续时间、强度与勃起功能之间的相关性,于是推出了第一代(真·五毛钱特效)检测方式——在丁丁上贴邮票,如果第二天起来发现邮票给撕开了,说明晚上丁丁起码有过一次足够撕开邮票的勃起。

这方法虽然简单直观又便宜,但缺陷不需要专业知识也能看出来,邮票的强度很有限而且这种并不为挨撕设计的东西没有一个固定的极限强度。于是第二代产品诞生了——啊~~~~三环~~~~你比二环多一环~~~~~是的,第二代手段靠谱一些,在丁丁上套三个尼龙搭扣环,每一个都有各自被张力扯松开的固定值,第二天只要看一看,哦,今晚到二环了,丁丁勃起值是多少多少。

但“啊~~~~三环~~~~你比二环多一环~~~~~”法也有它的问题,仍然没法量化硬度。用自行车胎来做比方吧,你杵几下气筒,看着车胎鼓起来了,如果你之前在瘪的轮胎上绑个尼龙搭扣,也能给你崩开,但你骑上车走一圈,哐哐屁股颠成八瓣,为什么?气没打足轮胎绵软无力呗,这时你会怎么办?伸手捏捏轮胎看看它是不是够硬咯

接下来要说的Rigiscan就是这个路数

这玩意上有两个圈,一个套丁丁头部,一个套丁丁基部,每隔30秒施加大约2.5牛的力“捏一捏”丁丁看看现在咋个情况,有点儿像24小时动态血压监测的路数。这样,就能整宿记录丁丁勃起的硬度、时间等数据,并加以量化了。

这玩意最早是用来记录分析夜间生理勃起数据的,后来临床用用艾玛不错嘛~于是弄出了新应用,比如吃颗抗ED药记录个数据分析一下反应,以及……一本正经地给被试的丁丁拴好仪器在关进舒适的小房间看不可描述的电影,看看他有什么反♂应,这实验称为视听性性刺激(Audio—Visual Sexual Stimulation,AVSS)。

说个题外话,这是法医临床学课教的。法医临床是个Everybody lies的地方,为了打官司占点便宜装聋作哑坐卖拐同款轮椅什么都有,我们还有几个课时是老司机教你分辨假残疾呢

于是,大伙都脑补了一下被测者在小黑屋里满头大汗和岛国女妖精斗法的样子……

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卢瑟傅里叶想要改变世界,上帝没给我源代码

2015-04-10 13:32
使用初始试验力F0将压头垂直压入试样表面,然后施加主试验力,使用总试验力F0+F1压入并保持一段时间后,撤除主试验力,保持初始试验力。施加主试验力后与施加主试验力前压痕深度的差值与材料的洛氏硬度值有着线性关系,在洛氏硬度标尺上每2微米压痕深度差值代表一个洛氏硬度刻度。

压头

  • 金刚石锥压入器
  • 钢球压头,直径1.588毫米(1/16")或3.175毫米
  • 硬质合金球压头
总试验力

  • 60千克
  • 100千克
  • 150千克
来源:维基百科 - 洛氏硬度实验

也可以参考莫氏硬度实验布氏硬度实验维氏硬度试验

【未经专业训练,切勿模仿】

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学理论的就是麻烦。。。拿硬度计打一下不就完事了,就是有点疼~

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支持者: Cyan_Iris

你这是专业解答呢,还有忽悠解答啊。。。有人能看懂吗?

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支持者: 快意逍遥

我推荐用莫氏硬度计。如有意外,恕不负责→_→

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按照公式

越细(截面越小)杨氏模量越高,越能完成 ...。

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得到它的材料属性(杨氏模量、密度、泊松比、静摩擦系数等)的最准确的方法可能就是通过实验吧。然后,可以用有限单元法进行计算,得到受力状态下的应力分布。(跑题了。)

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我只觉得用拳头和指头量出几拳几指最直观。。。姑娘们通常都懂……

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维氏硬度试验使用正四棱锥形的金刚石压头,其相对面夹角为136°。由于其硬度极高,金刚石压头可以用于压入几乎所有材料,而且棱锥的形状使得压痕和压头本身的大小无关。将压头用一定的负荷(试验力)压入被测材料表面。保持负荷一定时间后,卸除负荷,测量材料表面的方形压痕之对角线长度。对相互垂直的二对角线长度(l1和l2)取其算术平均值

维氏硬度值的计算公式为:

F = 负荷(牛顿力

S = 压痕表面积(平方毫米)

α = 压头相对面夹角=136°

d = 平均压痕对角线长度(毫米)


报告维氏硬度值的标准格式为xHVy。例如440HV30中,440是维氏硬度值,30指的是测量所用的负荷值(单位:千克力)。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%B4%E6%B0%8F%E7%A1%AC%E5%BA%A6%E8%AF%95%E9%AA%8C

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提水。在冠状沟套一个活绳套,绳子另一端再套一个水瓶(比如脉动),看能提起多重的水。完全勃起的阴茎应是上翘的,先看多少水能压平(不用力的情况下),再看用力能提起多少水。

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看过那种量丁丁血压的,期待作死

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用个游戏行业的术语回答你——压测

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我觉得洛氏硬度计用一颗金刚石压到压不动为止测的话太疼,还是里氏硬度计方便,一颗小钢弹珠弹下去测反弹高度就出数据了,而且可以方便的转换成其他硬度。

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如何测我真不知道,我只知道每次钉钉子都用“丁丁来”!

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我觉得还是稳定根部,然后在头部挂个小桶,往里倒水,看多少水会弯折使小桶掉落。

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招募20个女性volunteers。进行主观评分。

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公孙智深眼睛雪亮的无知群众

2015-04-10 19:48
支持者: 樟月

记得有个邮票的测试方法……

具体做法是晚上睡觉时缠上一圈邮票粘牢,早上起来看是否撑断了……

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好牛逼,这个也有精确的研究,真是无聊到不行不行了

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地球人不好惹世界不存在随机 那只是为调整而设定的冗余

2015-04-11 21:08

别听他们胡说了 楼主买个飞机杯用次便知

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