基于聲頻共振法的高溫彈性模量測試裝置的研究.pdf

1、彈性模量(楊氏模量)是材料評價領(lǐng)域的一項重要性能指標,在工程應(yīng)用和實驗研究中具有重要的研究價值。彈性模量評價方法主要分為靜態(tài)法和動態(tài)法;靜態(tài)法主要是在力學試驗機上完成,實驗周期長、誤差大;動態(tài)法由于其操作簡單、測試精度較高,被廣泛的應(yīng)用在彈性模量評價領(lǐng)域。
　　高溫彈性模量測試是新型無機材料、金屬材料、高分子材料等材料性能評價中不可或缺的一環(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試儀器大多價格昂貴、維護

2、不易,國內(nèi)相關(guān)方面設(shè)備的制造還比較落后,實驗室大多還采用三點彎曲法在高溫條件下進行測試。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試平臺。
　　對測試系統(tǒng)基本測試原理-聲頻共振測試原理進行了介紹,建立了相關(guān)的力學模型。通過對相關(guān)模型進行解析,驗證了聲頻測試原理。
　　該高溫測試平臺具有完整的加熱系統(tǒng)、信號激勵系統(tǒng)、信號采集系統(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,使用動態(tài)鏈接庫(DLL)技術(shù)來實現(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,提供了人性化的界面顯示和豐富的操作功能,能夠自動完成信號采集、頻率提取、結(jié)果計算數(shù)據(jù)保存等功能。
　　通過對玻璃樣品在常溫和高溫下的對比和重復(fù)性實驗完成了對該測試平臺的實驗驗證。常溫環(huán)境下,使用三點彎曲法和該測試平臺對相同材質(zhì)樣品進行了多組測試,實驗結(jié)果顯示:動態(tài)法測試彈性模量比靜態(tài)法測試彈性模量更為精確,且兩者測試數(shù)據(jù)具有很大的相關(guān)性;常溫下對相同大小且材質(zhì)一樣的

4、SiO2樣品進行重復(fù)性實驗,實驗結(jié)果顯示:8組實驗數(shù)據(jù)的最大誤差率僅為0.32％;高溫下對同一樣品進行了重復(fù)性實驗,實驗結(jié)果顯示:兩組測試數(shù)據(jù)變化曲線基本保持一致。實驗結(jié)果證明,該測試平臺不僅具有操作簡單、界面顯示人性化、功能豐富等特點,同時該測試平臺測試結(jié)果精確、實驗重復(fù)性好,具有良好的可操作行和可靠性。
　　高溫下,分別對Al2O3陶瓷和耐火玻璃的力學性能進行了測試,實驗結(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