一种低成本测量材料杨氏模量的方法

摘要

杨氏模量是一种重要的材料参数,对结构的固有频率,刚度等有着直接的影响.材料杨氏模量测量方法一般有拉伸法、共振法等,但这些传统方法通常要用到较为昂贵的设备及传感器.为了减小测量成本,文中将压电陶瓷片作为传感元件,利用悬臂梁结构,通过测量自由振动频率,并利用力学公式反推出杨氏模量.文中分析了误差的来源,利用ANSYS软件进行结构仿真,讨论了附加的压电片对悬臂梁的影响,选取较薄的压电片以减小测量误差.实验验证了这种方法可用于杨氏模量的测量.未来可以研究使用电脑麦克风进行数据采集,代替示波器以进一步减小测量成本.