超声共振频谱法测量固体材料的弹性模量

摘要

弹性模量是工程材料重要的性能参数，是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。弹性参数是温度的函数，准确测量变温环境下固体材料的弹性参数，对热工、材料、航空航天、工业应用方面有非常重要的意义。然而，国内缺乏变温环境下准确测量固体材料弹性参数的仪器。本文基于超声共振频谱法原理，研制了可在变温条件下工作的超声共振频谱法测量系统，系统包括超声传感器、声学发射和接收系统、恒温系统以及数据采集和分析系统。在30℃下分别测量了四种不同能量品质因数（Q值）的固体材料的弹性参数，测量的共振峰匹配误差（RMS）可小于0.04％，与国外先进商业仪器的测量结果有良好的一致性，对超声信号激励和接收方式做相应改变，可扩展该装置的测温范围。