Акустические методы исследования неоднородной
Методы исследования упругих параметров твердых тел.
Резонансные методы измерения упругих параметров твердых тел.
Экспериментальные методы определения модулей упругости можно разделить на две группы - статические и динамические. В первом случае модуль упругости определяют путем измерения постоянной упругой деформации, возникающей в образце при приложении известного постоянного напряжения. Прикладывая растягивающую нагрузку и измеряя удлинение, находят модуль упругости при одноосном растяжении. Модуль сдвига может быть определен при испытании на кручение.
Статические методы определения имеют тот недостаток, что для получения достаточно точных результатов необходимо добиваться значительных деформаций, при которых возникает опасность выхода из области чисто упругого поведения материала. Этот недостаток часто проявляется при изучении материалов с низкими пределами упругости, а также при высокотемпературных измерениях.
Необходимо отметить, что изучение упругих свойств материалов и, в частности, определение модулей упругости тесно связано с так называемыми явлениями неупругости, наблюдающимися при напряжениях, не превышающих предела упругости.
Динамические методы определения модулей упругости позволяют производить измерения при малых деформациях и отличаются более высокой чувствительностью, чем статические. Возможность применения динамических методов для измерения модулей определяется высокой скоростью распространения упругой деформации в большинстве твердых тел.
|
|
|
Динамические методы разделяются на две основные группы: резонансные, в которых в образцах возбуждают продольные или поперечные собственные колебания, и импульсные, в которых упругая деформация возбуждается при прохождении через образец звуковой волны.
В резонансных методах в стержневых образцах длиной 
и плотностью r с помощью пьезоэлектрических, магнитострикционных или электростатических систем возбуждают собственные колебания частотой ¦ = 1 ¸ 25 кГц. По резонансной частоте продольных, колебаний рассчитывают модуль упругости Е:
. (15)
По резонансной частоте крутильных колебаний рассчитывают модуль сдвига G. Резонансные методы используют, в основном, для определения упругих характеристик поликристаллических образцов. Точность определения модулей — десятые доли процента.
В импульсных методах измеряют время прохождения звуковой волны в образце длиной и рассчитывают скорость звука 
. Измерения осуществляются следующим образом. Пьезоэлектрический кристалл преобразует электрические колебания, задаваемые генератором, в ультразвуковые продолжительностью ~ 1 мкс и посылает их в образец. Эти колебания многократно отражаются от плоскопараллельных торцов образца. Каждое отраженное колебание возбуждает во втором пьезопреобразователе электрический сигнал, который регистрируется на экране осциллографа, позволяющего измерять продолжительность времени между сигналами.
|
|
|
Скорости продольных 
и поперечных 
звуковых волн связаны с модулями упругости поликристаллических образцов выражениями:
, (16)
. (17)
Ультразвуковые методы удобны для измерения упругих свойств как монокристаллов, так и поликристаллов. Точность определения модулей составляет около 0,5%.
Акустические методы исследования неоднородной
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 213; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!