基于聲頻共振法的高溫彈性模量測(cè)試裝置的研究.pdf

1、彈性模量(楊氏模量)是材料評(píng)價(jià)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要性能指標(biāo),在工程應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究中具有重要的研究?jī)r(jià)值。彈性模量評(píng)價(jià)方法主要分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法;靜態(tài)法主要是在力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上完成,實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、誤差大;動(dòng)態(tài)法由于其操作簡(jiǎn)單、測(cè)試精度較高,被廣泛的應(yīng)用在彈性模量評(píng)價(jià)領(lǐng)域。
　　高溫彈性模量測(cè)試是新型無機(jī)材料、金屬材料、高分子材料等材料性能評(píng)價(jià)中不可或缺的一環(huán),在航空、國防工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。目前國外的高溫彈性模量測(cè)試儀器大多價(jià)格昂貴、維護(hù)

2、不易,國內(nèi)相關(guān)方面設(shè)備的制造還比較落后,實(shí)驗(yàn)室大多還采用三點(diǎn)彎曲法在高溫條件下進(jìn)行測(cè)試。本文基于聲頻共振法結(jié)合了虛擬技術(shù)構(gòu)建了自己的高溫彈性模量測(cè)試平臺(tái)。
　　對(duì)測(cè)試系統(tǒng)基本測(cè)試原理-聲頻共振測(cè)試原理進(jìn)行了介紹,建立了相關(guān)的力學(xué)模型。通過對(duì)相關(guān)模型進(jìn)行解析,驗(yàn)證了聲頻測(cè)試原理。
　　該高溫測(cè)試平臺(tái)具有完整的加熱系統(tǒng)、信號(hào)激勵(lì)系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集軟件。數(shù)據(jù)采集采用第三方數(shù)據(jù)采集卡,使用動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

3、采集功能。數(shù)據(jù)采集軟件的開發(fā)基于Labview圖形化編程軟件平臺(tái),提供了人性化的界面顯示和豐富的操作功能,能夠自動(dòng)完成信號(hào)采集、頻率提取、結(jié)果計(jì)算數(shù)據(jù)保存等功能。
　　通過對(duì)玻璃樣品在常溫和高溫下的對(duì)比和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)完成了對(duì)該測(cè)試平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。常溫環(huán)境下,使用三點(diǎn)彎曲法和該測(cè)試平臺(tái)對(duì)相同材質(zhì)樣品進(jìn)行了多組測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:動(dòng)態(tài)法測(cè)試彈性模量比靜態(tài)法測(cè)試彈性模量更為精確,且兩者測(cè)試數(shù)據(jù)具有很大的相關(guān)性;常溫下對(duì)相同大小且材質(zhì)一樣的

4、SiO2樣品進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:8組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最大誤差率僅為0.32％;高溫下對(duì)同一樣品進(jìn)行了重復(fù)性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:兩組測(cè)試數(shù)據(jù)變化曲線基本保持一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該測(cè)試平臺(tái)不僅具有操作簡(jiǎn)單、界面顯示人性化、功能豐富等特點(diǎn),同時(shí)該測(cè)試平臺(tái)測(cè)試結(jié)果精確、實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好,具有良好的可操作行和可靠性。
　　高溫下,分別對(duì)Al2O3陶瓷和耐火玻璃的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著溫度的升高,和耐火玻璃的彈性模量都出現(xiàn)不同