生物材料的双轴测试
为了充分的建模，必须首先准确地确定软生物组织的生物力学行为和底层微观结构。由于人体中的大多数组织都承受多轴载荷，因此需要对组织施加多轴载荷的试验机。
因此，ZwickRoell开发了一种双轴试验机，专门用于软生物和人工材料的力学表征。系统中集成了四个在位置、力或应变方面相互独立控制的线性驱动器。力的测量是通过(防水)测力元件，在X和Y方向各有两个。此外，还有四个测试控制测量和控制电子单元加上一个用于介质最佳温度控制的浴槽。每个测压元件的最大测试负载为100 N，分辨率可达0.6 mN。拉伸测量行程范围为50mm(分辨率0.1 μm)，最大速度为2000mm /min。
除了夹紧夹具外，试样还可以通过钩子和绳索用可旋转的夹紧夹具连接到测压元件。这种夹具在试样中产生均匀的力应用，从而在试样中产生均匀的力分布。新试验机提供的另一个好处是激光散斑引伸计，它可以进行非接触式二维应变和变形测量，而无需试件标记。测量原理是基于激光照射在试样表面形成的散斑图案的评估;这些被相机反射并记录下来。
天然生物材料标本首次在实验室进行测试。然后将数据表示为数学模型，最后传输到计算机模型。基于材料特性，可以用双轴试验机确定，可以跟踪心脏壁的虚拟重建，并可以检查心脏壁(病理)行为的可预测性。
生物材料和组织的三轴试验
为了确定软生物(正交各向异性)组织的剪切特性，开发和设计了一种三轴应用测试系统。试验机主要由两部分组成:
一个上平台，设计为垂直(在Z方向)可移动，一个下平台，设计为水平可移动，在彼此垂直的两个方向上(X和Y方向)。测试时用一层薄薄的强力胶将组织标本连接到上下平台上，并浸泡在合适的生理和回火溶液中。下平台相对于水平固定的上平台移动，因此试样被剪切。在三个正交方向(X、Y和Z方向)上产生的力可以通过安装在上面平台上的特殊测力元件同时测量。
X、Y直线驱动器相互垂直的行程距离为±14mm(驱动器行程解为0.25 μm)，最大速度为3000mm /min。3轴力传感器在三个方向上的最大测试负载各为2 N，测量精度确定在实测值的0.5%以内。力传感器在X和Y方向之间的串扰行为被指定为大于端值的0.5%，在X/Y和Z之间的串扰行为被指定为大于端值的1%。
