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一、概述
本儀器采用動態法(共振法)測定金屬材料,工程陶瓷、功能陶瓷,非金屬材料、石墨材料,玻璃材料、高分子復合材料,混凝土的動態彈性模量和阻尼內耗.在室溫及室溫到1600℃高溫環境條件下,彈性模量的測定。并可以提供計算機接口。DTM—Ⅱ-X動彈儀就是用于測量物體諧振頻率的儀器。同時可以分辨出多個峰值頻率。根據頻率的分布,也可以簡單分辨出試件的是否存在缺欠,因此,DTM—Ⅱ-X不僅能夠用于實驗室檢測檢測動態參數,也適合于對材料進行質量分析與研究。
本儀器采用了先進的硬件、軟件、使用計算機進行數據采集和數據處理。全面實現對試件動彈特性,阻尼內耗進行分析測試、計算全過程可視化、自動化。
本儀器采用了新穎的軟件和硬件制造,具有測量精度高、數
據可靠、可讀性強、諧振頻率圖譜清晰,可以讀取任意峰值頻率及彈性模量。從圖譜分析可以了解試件結構的缺陷,如果在頻譜中有幾個峰值頻率,說明該試件有裂縫和空隙,例如斷裂、縫隙、結構松散不緊密等。 儀器廣泛應用于工廠、科研院所、產品質量檢定檢測部門作材料的彈性模量測試,適應標準為GB 10700-92等。
DTM-Ⅱ-X(x—表示測量對象的類別,H—混凝土,J—金屬材料,S—塑料制品,T—炭素材料等,可以測量金屬DTM -Ⅱ-J,碳素DTM -Ⅱ-T 塑料DTM -Ⅱ-S和其它非金屬材料的諧振頻率和彈性模量。因此,可以廣泛用于輕工、冶金、建筑、橋梁、水電等領域對混凝土、碳素、石板、玻璃、磚、塑料、和金屬材料的彈性模量測量,阻尼內耗。
二、儀器的主要技術參數
1:共振頻率:頻率測量:
頻率測量范圍:10—20kHz,測量精度<0.5%,
頻率分辨力: 1Hz
2:取樣范圍:10,20,40或80KHZ;
3:阻尼或內耗:10-5——0.1;
4:測試溫度: 常溫——1600度;
5:動態模量測量范圍:與共振頻率對應的彈性模量
6:試件尺寸:不小于150×150×400mm
7:分辨力: 0.05 GPa
8:精度: 0.1 MPa可以測量迅速其它峰值頻率和動彈模量
9:系統相對誤差 <± 3%
10:可測泊松比率(附加功能可選)
11:根據用戶要求可以提供計算機接口。
具有數據存儲功能,可以存儲10000組數據
顯示方式:諧振頻率顯示,彈性模量顯示,波譜顯示,內耗阻尼顯示。
打印機打印(根據用戶需要配備打印機)
配備設備:電腦一臺,不測量時具有計算機的一切功能
10:適用試件:根據相關材料的測試標準制樣
(附加功能在簽訂合同時標注說明)
三、儀器的結構原理及操作
一)彈性模量的測試
1 : 動態彈性模量:使試樣振動,測定試樣的基頻求得的彈性模量。
2 : 動態彈性模量試驗方法
2.1 試樣
2.1.1 試樣從待測制品上切取或按待測制品相同工藝制成。(金屬或陶瓷)試樣長度LT:400mm,寬度b:150mm,厚度h:150mm,試樣相對面的平行度不大于0.02mm,端部應平整。
2.1.2 每組試樣的數量不少于5個。
2.2 試驗步驟
2.2.1 將試樣置于電熱恒溫箱中,在105~120℃條件下烘2h或將試樣烘干至恒重。
2.2.2 稱量試樣,測量試樣尺寸,并算出試樣的密度。
2.2.3 將試樣放在爐內,注意觀察試樣的振動狀態,找到基頻,測定基頻值,有效數字修約到四位。
2.3 結果計算
測量結果按式(6)計算:
h2 LT mf2
ED=0.9465(1+6.59———)×(———)×(——)×10-9……… (6
L2T h b
式中:ED——彎曲振動法測量的彈性模量,GPa;
m——試樣的質量,g;
f ——基頻,Hz;
h,b——同式(1);
LT——試樣的長度,mm。
3 : 數據處理
3.1 彈性模量數據有效數字修約到三位。
3.2 平均值和標準偏差分別按式(7)和(8)計算,平均值有效數字修約至三位,標準偏差有效數字修約到二位。
—∑E1
E= ———…………………………………………(7)
n
∑E12-(∑E12/n )1/2
S=〔—————————〕………………………(8)
n-1
式中:E——彈性模量平均值,GPa;
S——彈性模量標準偏差,GPa;
E1——每個試樣的彈性模量,GPa;
n——被測試樣數量。
3.3:彈性模量與溫度的關系曲線
3.3.1: 記錄不同溫度狀態下的彈性模量,設定升溫曲線按程序升溫。參照控溫儀表說明書設定參數。
3.3.2:求彈性模量溫度系數
3.3.3:根據曲線分析不同材料彈性模量與材料熔點的關系
4 試驗報告
彈性模量試驗報告應包括:
a.委托單位;
b.試樣名稱及編號;
c.試驗條件(彎曲共振法及其具體的測量方式,環境條件,試驗
量程等等);
d.試樣狀態(包括試樣尺寸、質量);
e.試驗結果(包括單值、平均值、標準偏差);
f.試驗人員及試驗日期。
二):材料阻尼內耗的測試
1:內耗的定義
一自由振動的固體,即使與外界隔離,他的機械能也會轉化成熱能,從而使振動停止,如果是強迫振動,則外界不斷供給固體能量,才能維持震動。這種由于固體內部原因而使機械能消耗的現象稱內耗或阻尼。
2:測試方法
該儀器采用建立共振曲線圖來求內耗值
Q-1=1/л*㏑(An/An+1)
塑料制品求內耗參照國求GB/T 18258
3:該系統采用計算機自動測試,數據結果圖譜清晰,快速測試是目前國內高新的測試方法,由于引入現代計算機技術,儀器還提供了可擴展功能。
三)儀器的配置
1:測試主機 一臺
2:1600高溫爐 一臺(部分同主機一起)
3:測試軟件 一套