JCT2172-2013 精細(xì)陶瓷彈性模量、剪切模量和泊松比試驗(yàn)方法 脈沖激勵(lì)法

中華人民共和國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)泊松比試驗(yàn)方法脈沖激勵(lì)法中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布精細(xì)陶瓷彈性模量、剪切模量和泊松比試驗(yàn)方法脈沖激勵(lì)法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了利用脈沖激貼法在常溫于測(cè)定精細(xì)陶瓷的彈性模量，剪切模量和自松比的試驗(yàn)方法的術(shù)話和定義，試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)，計(jì)算以及試驗(yàn)報(bào)告其他致密性的固體材科參考使用，下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。一個(gè)渠試樣在長(zhǎng)度水平面的法線方向上的報(bào)動(dòng)。試樣的橫截面繞著長(zhǎng)度方向發(fā)生的扭曲報(bào)動(dòng)。當(dāng)試樣受到外郵激助的時(shí)候，由于激勵(lì)所引起的振動(dòng)位移量。3試驗(yàn)原理本方法利用脈沖激易器來(lái)激勵(lì)矩形截面的梁試樣，測(cè)量試樣的彎曲或扭轉(zhuǎn)響應(yīng)頻率。作用在試樣上的瞬時(shí)激助是通過(guò)自動(dòng)激發(fā)裝置或手動(dòng)小錘的簸擊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，激勵(lì)引起試樣的自由振動(dòng)，通過(guò)試樣上為的信號(hào)接收器得到據(jù)動(dòng)信號(hào)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后通過(guò)快速傅立葉變換得到報(bào)動(dòng)頻率，首先利用彎曲振動(dòng)的響應(yīng)頻率算出試樣的彈性模量，進(jìn)而利用扭轉(zhuǎn)報(bào)動(dòng)響應(yīng)頻率計(jì)算出剪切模最，由于梁試樣自由振動(dòng)的賣率是由試樣尺寸、彈性模量和試樣質(zhì)量所唯一確定，因此當(dāng)自由握動(dòng)頻率已經(jīng)測(cè)到后并且試樣的質(zhì)量和尺寸己知的情況下可以計(jì)算出彈性摸量，強(qiáng)性模量取決于彎曲響應(yīng)頻率，剪切模量取決于抽轉(zhuǎn)響應(yīng)頻率泊松比由材料的彈性模量和剪切模量決定，三者中只有兩項(xiàng)是獨(dú)立的。4試驗(yàn)沒(méi)備動(dòng)態(tài)彈性性能測(cè)試儀應(yīng)能移精準(zhǔn)地測(cè)量和分析試樣的抵動(dòng)頻率并得出彈性性能，測(cè)試儀器包括：試樣支撐架、脈沖激踏器、信號(hào)接收傳感器、信號(hào)放大器。信號(hào)采集器和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。圖1是測(cè)試儀器的基本瓶圖，圖2是測(cè)量試樣的為曲響應(yīng)示意圖，圖3是題量試樣的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)示意圖，通過(guò)上面兩種不同安做方式，可以得到試樣的營(yíng)曲響應(yīng)頻率和擁轉(zhuǎn)響應(yīng)頻率。信號(hào)處理試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果頻率分析試樣△圖1儀器測(cè)量原理的基本框架示意圖圖2試樣的彎曲響應(yīng)示意圖圖3試樣的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)示意圖23可以是固體金屬、陶瓷或者聚合物的球體(直徑在6mm左右),通過(guò)激勵(lì)器脈沖碰擊樣品。通常采用一個(gè)小球做的小錘手敲，或通過(guò)一個(gè)電磁閥自動(dòng)控制的激發(fā)器彈射一個(gè)小沖擊桿。4.3信號(hào)采集放大系統(tǒng)其中包括信號(hào)調(diào)節(jié)器，A/D轉(zhuǎn)換器、該系統(tǒng)頻率精確到0.1%,信號(hào)傳感器通常是非接觸型的傳感器，例如：音頻傳感器、激光傳感器，它們可以采集振動(dòng)信號(hào)。頻率范圍：50Hz～100000Hz。4.4試樣支撐架保證試樣自由振動(dòng)并不對(duì)振動(dòng)頻率有明顯影響的任何方法都可以選擇。試樣一般可用彈性細(xì)線或鋼絲懸掛，也可用接觸式的支撐。較簡(jiǎn)單的方法是將試樣平放在兩根平行的彈性尼龍線上。尼龍線通過(guò)兩根彈簧安裝在長(zhǎng)方形支撐架上面，支撐架長(zhǎng)度應(yīng)大于試樣長(zhǎng)度兩倍。4.5游標(biāo)卡尺符合精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺。符合精度為1mg的天平。試樣為規(guī)則的矩形條狀或圓截面棒狀。通常都為矩形截面的梁試樣(見(jiàn)圖4)。橫截面為圓形的棒狀試樣只適用于彎曲響應(yīng)試驗(yàn)。該方法不適合有缺陷的樣品，例如有大的裂痕或內(nèi)部空隙的樣品。a)對(duì)于彎曲響應(yīng)，試樣的長(zhǎng)度(L)應(yīng)大于40mm,長(zhǎng)和厚度(t)的比L/t,或長(zhǎng)和直徑(d)的比L/d應(yīng)大于20;b)對(duì)于扭曲響應(yīng)，L應(yīng)大于40mm,L/t應(yīng)大于20,寬(b)和厚的比b/t應(yīng)為5;c)厚度方向和寬度方向的對(duì)稱表面的平行度誤差應(yīng)小于0.1%,長(zhǎng)度方向上小于0.5%;d)試樣的表面光滑平整；e)試樣的邊緣不倒角。如試樣邊角碎裂的地方影響到測(cè)試結(jié)果則適當(dāng)?shù)剐〗?；f)試樣的質(zhì)量不小于5g。圖4試樣形狀示意圖4 5修正因子A1%修正因子A1%A=[0.5062-0.8776(b/t)+0.3504(b/1)2-0.0078(b/t)3]/[12.03(b/t)+9.892(b/t)2].圖5計(jì)算剪切模量所用的經(jīng)驗(yàn)修正參數(shù)A與寬厚比的關(guān)系曲線注：對(duì)于各向同性材料，彈性模量、剪切模量以及泊松比存在上述關(guān)系，各相異性復(fù)合材料不適用上述關(guān)系。任何固體材料的泊松比應(yīng)在0到0.5之間。