45MG測(cè)厚儀橫波縱波檢測(cè)彈性模量olympus

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彈性模量的測(cè)量

應(yīng)用：

測(cè)量非分散的各向同性工程材料的楊氏模量、彈性剪切模量和泊松比。

背景知識(shí)

楊氏彈性模量被定義為材料在被拉伸或被壓縮時(shí)，其應(yīng)力（單位面積的受力）與其相應(yīng)的應(yīng)變力（變形）之間的比率。 

彈性剪切模量是在受到剪切應(yīng)力的材料中，應(yīng)力與應(yīng)變力之間的比率。 

泊松比是材料在單向受拉或受壓時(shí)，其橫向應(yīng)力與其相應(yīng)方向的應(yīng)變力之間的比率。

在很多制造和研究應(yīng)用中，人們都會(huì)關(guān)注這些基本材料屬性。這些材料屬性可以基于測(cè)量到的材料聲速和材料密度通過(guò)計(jì)算而確定。我們利用超聲脈沖回波技術(shù)，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，可以很容易地測(cè)量材料的聲速。下面概括說(shuō)明的一般程序適用于任何質(zhì)地均勻、各向同性、非分散的材料（聲速不會(huì)隨著頻率而更改）。這些材料包含大多數(shù)普通金屬、工業(yè)陶瓷、玻璃，條件是它們的橫截面尺寸不接近檢測(cè)頻率的波長(zhǎng)。還可以測(cè)量硬塑料的聲速，如：聚苯乙烯和丙烯酸，雖然這類材料具有更高的聲衰減性，且對(duì)它們的測(cè)量更具挑戰(zhàn)性。

橡膠材料由于具有較高的分散性和非線性彈性屬性，因此不能通過(guò)超聲方式測(cè)量其聲速。軟性塑料在剪切模式中同樣會(huì)表現(xiàn)出很高的衰減性，因此從實(shí)際情況來(lái)看，通常不能被檢測(cè)。對(duì)于各向異性材料來(lái)說(shuō)，它們的彈性特征會(huì)隨著方向的變化而改變，而它們的縱波和/或橫波聲速也是如此。要為各向異性材料樣件生成一個(gè)完整的彈性模量矩陣，一般需要6組不同的超聲測(cè)量值。材料的孔隙率或粗粒度會(huì)影響超聲彈性模量測(cè)量的準(zhǔn)確性，因?yàn)榫Я５拇笮∨c方向，或孔隙的大小與分布這些情況會(huì)在不考慮材料彈性的情況下，引起聲速的變化。

設(shè)備：

為了測(cè)量用于模量計(jì)算的材料聲速，我們常使用的精確測(cè)厚儀型號(hào)如下：38DL PLUS和裝有單晶軟件的45MG儀器，或者具有聲速測(cè)量功能的探傷儀，如：EPOCH 650系列儀器。脈沖發(fā)生器/接收器，如：5072PR或5077PR型號(hào)設(shè)備，還可以與示波器或波形數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用，對(duì)聲波傳播的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。這種檢測(cè)還需要兩個(gè)適用于被測(cè)材料的探頭，在縱波模式和橫波模式下進(jìn)行脈沖回波聲速測(cè)量。常用的探頭包括M112或V112寬帶縱波探頭（10 MHz）和V156垂直入射橫波探頭（5 MHz）。在檢測(cè)多種常用金屬和燒制陶瓷樣件方面，這些探頭的檢測(cè)效果非常好。在檢測(cè)很厚、很薄或衰減性很強(qiáng)的樣件時(shí)，需要使用不同的探頭。在某些情況下，還可能需要使用穿透技術(shù)，這種技術(shù)要求將成對(duì)的探頭放置在被測(cè)材料相對(duì)的兩側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。我們建議用戶在有疑慮的任何情況下垂詢奧林巴斯，了解選擇適用探頭的具體信息，并獲得有關(guān)儀器設(shè)置方面的幫助。

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被測(cè)樣件可以具有任何幾何形狀，但是要符合一個(gè)條件：可使用戶對(duì)聲束穿過(guò)其某一部位（厚度）的傳播時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的脈沖回波測(cè)量。理想的樣件至少要有12.5毫米（0.5英寸）的厚度，其相對(duì)的表面要光滑、平行，其寬度或直徑要大于所用探頭的直徑。在檢測(cè)窄樣件時(shí)一定要格外注意，因?yàn)闈撛诘倪吘壭?yīng)可能會(huì)影響所測(cè)量的脈沖傳播時(shí)間。在測(cè)量極薄樣件時(shí)，測(cè)量分辨率會(huì)受到限制，因?yàn)槊}沖傳播時(shí)間在短聲程中的變化非常小?；谶@個(gè)原因，我們建議樣件至少應(yīng)該有5毫米（0.2英寸）的厚度，是更厚。在所有情況下，都必須了解被測(cè)樣件的精確厚度。

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