动态弹性模量测试仪研制

成果名称

单位名称

中国建材检验认证集团股份有限公司

联系人

艾福强

联系邮箱

afq@ctc.ac.cn

成果成熟度

□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √;可以量产

合作方式

□技术转让□技术入股□合作开发  √其他

成果简介：

     本方法利用脉冲激励器来激励矩形截面的梁试样，测量样品的弯曲或扭转频率。作用在试样上的瞬时激励是通过自动激发装置或手动小锤的敲击来实现的。激励引起样品的自由振动，通过试样上方的信号接收器得到振动信号，进而通过快速傅立叶变换得到自由振动的前几阶频率，首先利用弯曲振动的基频算出试样的弹性模量，进而利用扭振主频率计算出剪切模量。由于梁试样自由振动的基频是由样品尺寸、弹性模量和样品质量所唯一确定，因此当基频已经测到后并且试样的质量和尺寸已知的情况下可以计算出弹性模量。弹性模量取决于弯曲响应频率，剪切模量取决于扭曲响应频率。泊松比由材料的杨氏模量和剪切模量决定，三者只有两项是独立的。
     该仪器测试精度高、操作方便，通过一次敲击（激励）能够快速而准确地同时得到材料的共振频率、弹性模量、剪切模量和泊松比以及内耗等基本弹性参数。测试结果重复性好，对样品完全没有破坏，也可连接高温炉进行高温弹性性能测试（高温炉为选购件）。
     该仪器高度集成，使用USB接口进行数据通讯、实现了热拨插和即插即用，采用全新工艺，实现硬件的高可靠性、强抗干扰能力和高信燥比，机型外观美观、性能稳定、能方便扩展高低温测试模块。
     性能指标
     最高采样频率：2MHz
     增益设置：1-128（1、2、4、8、16、32、64、128）
     频响范围：20-20kHz
     灵敏度：  50 mv/pa
     输入阻抗： 1Ω与27pF并联
     时基范围： 10ns至1 sec/div
     时基精确度： 50ppm

应用前景：
     本产品适用于航空航天、汽车工业、工矿企业、科研部门、大专院校、技术监督、工程监测等，对各种陶瓷、玻璃以及各种陶瓷基复合材料的弹性模量，采用脉冲激励法可以实现对样品的无损检测，在准确测量样品的弹性模量的同时又不会对样品其他力学性能造成影响，应用前景广泛。

知识产权及项目获奖情况：
     实用新型专利两项：
     一种用于测量材料弹性性能的固定装置。
     专利号：ZL 2015    2 0392701.4
     一种样品激发装置及材料弹性性能测试系统
     专利号：201520860414.1
     行业标准一项
     JC/T 678－1997   玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法。