DTM-Ⅱ-X型
動態彈性模量阻尼內耗分析儀
(共振法)
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1000℃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。
本儀器采用了最先進的高級軟件和硬件制造,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:200—5 kHz
測量精度<0.5%,可以分辨出鄰近的幾個峰值頻率
頻率分辨力:1Hz
2:動彈模量測量:
測量范圍:與頻率對應的彈性模量
分辨力: 0.05 GPa
精度: 0.1 GPa可以測量迅速其它峰值頻率和動彈模量
3:系統相對誤差 <± 0.15%
4:阻尼或內耗:10-5---0.1
5:測試溫度: 常溫—1000度,控溫精度±1℃,(可選附加功能)
最高溫度可達1750度(可選附加功能)
6:可測剪切模量(附加功能可選)
7:可測泊松比率(附加功能可選)
8:可帶氣氛控制 (附加功能可選)
9:根據用戶要求可以提供計算機接口。
具有數據存儲功能。一般存儲100組數據,根據用戶需要,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。ǜ鶕脩粜枰鋫浯蛴C)
配備設備:筆記本電腦一臺,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 試驗設備
2.1.1 干燥裝置:能夠升溫至105~120℃的電熱恒溫箱。
2.1.2 天平:感量5mg,量程100~200g。
2.1.3 試驗儀器:能夠測量試樣變曲振動基頻,示值誤差為±1Hz。
2.1.4 量具同4.1.5。
3.2 試樣
3.2.1 試樣從待測制品上切取或按待測制品相同工藝制成。試樣長度LT不得小于40mm,寬度b不得小于4mm,厚度h不得小于1mm,試樣長度與厚度之比LT/h不小于20。試樣相對面的平行度不大于0.02mm,端部應平整。試樣的質量不小于5g。
3.2.2 每組試樣的數量不少于5個。
3.3 試驗步驟
3.3.1 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。
3.3.2 稱量試樣,精確至10mg,測量試樣尺寸。
3.3.3 將試樣放在無約束支點上,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。
3.4 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。
4 :數據處理
4.1 彈性模量數據有效數字修約到三位。
4.2 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。
4.3:彈性模量與溫度的關系曲線
4.3.1: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。
4.3.2:求彈性模量溫度系數
4.3.3:根據曲線分析不同材料彈性模量與材料熔點的關系
5 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,即使與外界完全格里,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)
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最先進的測試方法,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:主機 一套
2:功能模塊 (用戶要求配置)
3:測試軟件 一套(用戶要求配置)
4:臺式機算機(或筆記本電腦)一套(用戶要求配置)