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2.1:悬挂支架的激发和接收换能器均能作(上下、前后、旋转)三维运动,能灵活方便的将试样调整到水平状态,增添变温装置后能直接用于室温--1000℃或液氮—室温的测定。 2.2:除有悬挂式支架外还设有推出的支撑式测定支架,将试样直接放上(无需捆绑)就能准确方便测出基频和一次谐波共振频率。一般均先将试样用此架测定后再上悬挂支架作变温测定。 2.3:配套档次高:函数信号发生器有石英稳频、6位数显、多种波形及功率输出和外测频率计,国内的二级微调(精度0.1Hz),频率宽(5—500KHz)、适用弹性模量测定、超声声速及示波器实验。温控仪器用4位数字显示、控温精确,输出功率连续可调。炉温度范围大(室温-1000℃)。 2.4:使用特制高灵敏度的换能器。对一般灵敏度(10mV)的示波器无需放大器即可使用。 2.5:整套装置还能作内耗、切变模量,泊松比的测定,功能齐全。特别适合高—低温测定。 二:动态法测杨氏模量的基本理论 3.1:杆的振动基本方程:对一细长杆作微小横(弯曲)振动时有如下方程:Utt-E·I/ρ·Uxxxx=0……(1)式中E为杨氏模量、I为转动惯量,ρ为密度。对二端自由的杆,其边界条件为:Uxx|x=0=0;Uxxx|x=0=0。用分离变数的试探解:U(x,t)=X(x)·T(t)以及上述边界条件代入(1)得超越方程ChHCosH=1……(2)解这个超越方程,经数值计算得到前n个H的值是H1=1.506πH2=2.4997π…………Hn≈(n+1/2)πn>2。因振动频率若取基频H1=1.506π对圆棒I= 于是有:E(圆)=1.6067·…………………………(3) 同理对b为宽度、h为厚度的矩形棒有:E(矩)=0.9464·…………………(4) 式中:尺寸用m质量用Kg频率用HZ为单位。计算出杨氏模量E的单位为N/m。 3.2:理论推导表明,杆的横振动节点与振动级次有关,Hn值第1、3、5....数值对应于对称形振动。第2、4、6...对应于反对称形振动。级次的对称振动波形如图-1所示。 图1二端自由杆基频弯曲振动波形表1振动级次—节点位置---频率比表中L为杆的长度。
由表1可见,基频振动的理论节点位置为0.224(另一端为0.776)。理论上吊扎(支撑)点应在节点,但节点处试样激发接收均困难。为此可在试样节点和端点之间选不同吊扎(支撑)点,,用外推法找出节点的共振频率。推荐采用在两端附近进行激发和接收、这非常有利于室温及高温下的测定。 |