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如何測(cè)量材料的彈性模量和泊松比

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-08-16

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1 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)概括國(guó)內(nèi)外耐火行業(yè)彈性模量測(cè)試方法有DIN EN ISO 12680-1、ASTM C 885、ASTM C 1548-2、ASTM C 1419。標(biāo)準(zhǔn)中制定的均為耐火材料常溫測(cè)試方法，還沒對(duì)其高溫彈性模量測(cè)試方法做具體說(shuō)明。目前國(guó)際上已經(jīng)制定的彈性模量標(biāo)準(zhǔn)均采用動(dòng)態(tài)法。據(jù)有關(guān)方透露，靜態(tài)法測(cè)試楊氏模量標(biāo)準(zhǔn)也在準(zhǔn)備中。 1.1 動(dòng)態(tài)法動(dòng)態(tài)法測(cè)試主要分為脈沖激振法、聲頻共振法、聲速法。脈沖激振法：結(jié)構(gòu)原理見圖1。通過(guò)合適的外力給定試樣脈沖激振信號(hào)，當(dāng)激振信號(hào)中的某一頻率與試樣的固有頻率相一致時(shí)，產(chǎn)生共振，此時(shí)振幅最大，延時(shí)最長(zhǎng)，這個(gè)波通過(guò)測(cè)試探針或測(cè)量話筒的傳遞轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)送入儀器，測(cè)出試樣的固有頻率，由公式計(jì)算得出楊氏模量E。圖1 彈性模量測(cè)試結(jié)構(gòu)原理圖（脈沖激振法）特點(diǎn)：--- 國(guó)際通用的一種常溫測(cè)試方法，如ISO 12680-1、ASTM C 1548； --- 信號(hào)激發(fā)、接收結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試測(cè)試準(zhǔn)確； --- 信號(hào)激發(fā)、接收均采用非接觸式，便于實(shí)現(xiàn)高溫測(cè)試； --- 頻譜分析得試樣固有頻率，準(zhǔn)確、直觀。聲頻共振法：結(jié)構(gòu)原理見圖2。指有聲頻發(fā)生器發(fā)送聲頻電信號(hào)，由換能器轉(zhuǎn)換為振動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)試樣，再由換能器接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，分析此信號(hào)與發(fā)生器信號(hào)在示波器上形成的圖形，得出試樣的固有頻率f，由公式 E=C1?w?f2 得出試樣的楊氏模量。圖2 彈性模量測(cè)試結(jié)構(gòu)原理圖（聲頻共振法）特點(diǎn)： --- 采用標(biāo)準(zhǔn)ASTM C 885 Standard Test Method for Young’s Modulus of Refractory Shapes by Sonic Resonance --- 聲頻發(fā)生器、放大器等組成激發(fā)器； --- 換能器接收信號(hào)，示波器顯示信號(hào)； --- 李薩如圖形判斷試樣固有頻率。缺點(diǎn)： --- 激發(fā)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必要時(shí)激發(fā)器需要與試樣表面耦合，操作不方便； --- 示波器數(shù)據(jù)處理及顯示單一； --- 可能存在多個(gè)李薩如圖形，易誤判； --- 該方法不方便用于高溫測(cè)試。聲速法：其結(jié)構(gòu)原理見圖3、4。由信號(hào)發(fā)生器給出超聲信號(hào)，測(cè)試信號(hào)在試樣中的傳播時(shí)間，得出該信號(hào)在試樣中的傳播速度ν，由公式E=ρ?ν2計(jì)算得試樣楊氏模量。圖3 聲速法測(cè)試結(jié)構(gòu)原理圖圖4 聲速測(cè)定原理圖特點(diǎn)： --- 采用標(biāo)準(zhǔn)ASTM C 1419 Standard Test Method f: 回答者：網(wǎng)友

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