动态法涂层材料弹性模量温度特性实验研究

摘要

涂层具有防腐、耐磨等优点而被广泛应用于工业生产。涂层的力学性能对设备的安全运行将产生重大的影响,因此研究涂层的力学性能显得尤为重要,而涂层弹性模量是进行应力应变分析必不可少的参数。为了准确方便的获得其弹性模量,本文开发了适合不同温度条件下动态法涂层弹性模量的测试装置。
　　 本文比较分析了目前国内外常用的涂层弹性模量的测试方法。提出了基于动态法的涂层弹性模量测试方法,推导出含涂层试件、基体、涂层三者弹性模量与共振频率之间的数学模型关系。
　　 完成了动态法的实验平台设计。包括选取换能器和悬丝、热处理加热炉等器件;设计制作动态法实验台架;设计与制备含涂层的复合杆试件。
　　 在实验平台搭建的基础上,为了求得涂层弹性模量,建立了含涂层试件的共振频率测试系统,其分为激振部分和拾振部分。经VB软件编程设计、UA355型D/A、功率放大器的激励各环节,实现脉冲作为系统的激励信号。经拾振信号调理电路设计,通用数据采集器UA301采集、基于LabVIEW软件的信号分析的拾振各环节,实现了试件共振频率获取的目的。
　　 选用高温合金矩形截面杆为基体、等离子喷涂Al2O3陶瓷为涂层的复合试件为实例,完成对含涂层复合试件共振频率的测量,获取试件的涂层弹性模量,并进行了弹性模量随温度变化规律的分析。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 弹性模量的测试方法

1.2.1 静态测量法

1.2.2 动态测量法

1.2.3 其他测量法

1.3 本文研究的主要内容

2 动态测量法原理

2.1 基体弹性模量测试方法建模

2.1.1 适用范围

2.1.2 力学模型

2.2 涂层弹性模量测试方法建模

2.3 本文测试方法的优势

3 实验平台及测试系统设计

3.1 实验的总体设计

3.2 实验平台

3.2.1 实验台架设计

3.2.2 换能器和悬丝

3.2.3 加热装置

3.2.4 试件设计

3.3 激振部分

3.3.1 信号D/A及功放

3.4 拾振部分

3.4.1 放大滤波

3.4.2 采集卡

4 测试系统软件实现

4.1 激振信号发生程序

4.2 拾振系统软件结构

4.3 拾振系统模块设计

4.3.1 功能选择模块

4.3.2 数据采集模块

4.3.3 数据分析模块

4.3.4 采集数据存储模块

4.3.5 采集数据回读模块

4.3.6 弹性模量计算模块

5 试件涂层弹性模量测试

5.1 试件测试系统及实验步骤

5.1.1 测试系统

5.1.2 实验步骤

5.2 共振频率测试及弹性模量计算

5.2.1 基体弹性模量测试

5.2.2 涂层弹性模量测试

5.3 曲线拟合

6 总结与展望

参考文献

附录A 信号分析仪后面版

附录B 激振信号源程序

作者简历

学位论文数据集