1、lCS lCS 7704010H 22a園中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT 2231 52021代替GBI、21051 99I、GBT 86531988金屬材料彈性模量和泊松比試驗(yàn)方法Metallic materials-Determination of modulus of elasticityandPoisson7S ratio2021-08-05發(fā)布2021040 1實(shí)施豐瞀鹛鬻瓣譬幞瞥簍發(fā)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)儀GBT GBT 223152021目次前言 1 范圍 - 2標(biāo)準(zhǔn)性引用文件 - 3術(shù)語(yǔ)和定義 。31靜態(tài)法 - 32動(dòng)態(tài)法 - ，04符號(hào)及說(shuō)明- - 05靜態(tài)法 051原理 0

2、52試樣 053試驗(yàn)設(shè)備 054試驗(yàn)條件 - -55性能測(cè)定 - 6動(dòng)態(tài)法 。61原理 - 。62試樣 。63試驗(yàn)設(shè)備 -64試驗(yàn)條件及操作要求 -65數(shù)據(jù)處理- -7試驗(yàn)報(bào)告 附錄A(資料性附錄) 電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)定彈性模量方法 A1試驗(yàn)原理 - A2試驗(yàn)儀器 - A3試樣 - A4試驗(yàn) - 一A5彈性模量的計(jì)算 - 0，n記弘孔馳馳孔孔踮GBT GBT 2231 52021刖舌本標(biāo)準(zhǔn)整合修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT8653 1 988(金屬楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比試 驗(yàn)方法(靜態(tài)法)?和GBT2105 19 91?金屬材料楊氏模量、切變模量及泊松比測(cè)量方法(動(dòng)力 學(xué)法)?。本標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)法局部參

3、照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTME111一04?楊氏模量、切線模量和弦線模量 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法?，動(dòng)態(tài)法局部參照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTME1875 oo?用聲共振測(cè)量動(dòng)態(tài)楊氏模 量、切變模量和泊松比的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法?。本標(biāo)準(zhǔn)與ASTME111-04、ASTME1875 00的一致性程度為 非等效。本標(biāo)準(zhǔn)代替GBT86531 988和GBT 21051 991。本標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)法局部與GBT 8653-1988相比，在技術(shù)內(nèi)容上主要變化如下：修改了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍(本標(biāo)準(zhǔn)的第1章)；增加了標(biāo)準(zhǔn)性引用文件(本標(biāo)準(zhǔn)的第2章)；修改了術(shù)語(yǔ)和定義(GBT 86531988中的第2章，本標(biāo)準(zhǔn)的31)；修改了符號(hào)及

4、說(shuō)明(GBT 86531988中的第3章，本標(biāo)準(zhǔn)的第4章)；修改了對(duì)試樣的要求(GBT86531988中的第3章，本標(biāo)準(zhǔn)的52)；修改了對(duì)引伸計(jì)的使用要求(GBT 86531988中的62，本標(biāo)準(zhǔn)的532、545)；增加了對(duì)試驗(yàn)初試驗(yàn)力的要求(本標(biāo)準(zhǔn)的542)；修改了對(duì)試驗(yàn)環(huán)境溫度控制的要求(GBT8653一1988中的74，本標(biāo)準(zhǔn)的547)；刪除了繪制曲線時(shí)對(duì)力軸比例和放大倍數(shù)的要求(GBT 86531988中的811、821、831，本標(biāo)準(zhǔn)的5511、5521、5531)；增加了擬合法測(cè)定楊氏模量對(duì)應(yīng)變范圍的要求(GBT86531988中的812，本標(biāo)準(zhǔn)的5512)；修改了對(duì)泊松比的有效位

5、數(shù)的規(guī)定(GBT86531 988中的第9章，本標(biāo)準(zhǔn)的556)。 本標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)法局部與GBT 21051991相比，在技術(shù)內(nèi)容上主要變化如下：修改了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍(GBT 21051991中的第1章，本標(biāo)準(zhǔn)的第1章)；修改了標(biāo)準(zhǔn)性引用文件(GBT 21051991中的第2章，本標(biāo)準(zhǔn)的第2章)；修改了術(shù)語(yǔ)和定義(GBT 21051991中的第3章，本標(biāo)準(zhǔn)的32)；刪除了根本公式(GBT 21051 991中的43)；增加了對(duì)熱電偶位置有關(guān)規(guī)定(GBT 21051 991中的514，本標(biāo)準(zhǔn)的6314)；修改r對(duì)音頻振蕩器I二限的規(guī)定(GBT 21051991中的521，本標(biāo)準(zhǔn)的6321)；增加了對(duì)試

6、樣支撐的規(guī)定(GBT21051991中的722，本標(biāo)準(zhǔn)的6422)；增加了動(dòng)態(tài)泊松比擬大時(shí)對(duì)修正系數(shù)取值的規(guī)定(GBT 21051991中的811，本標(biāo)準(zhǔn)的6511)；修改了對(duì)矩形桿動(dòng)態(tài)楊氏模量計(jì)算公式中系數(shù)的規(guī)定(GBT 21051991中的813，本標(biāo)準(zhǔn)的6513)。 本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為資料性附錄。 本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出。 本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。GBT GBT 223152021本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：上海材料研究所、北京北冶功能材料、鋼鐵研究總院。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：奚建法、李昕、王濱、李麗敏、黃旭東、梁新幫。 本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：GBT 21051980，

7、GBT21051 991；GBT 8653r1 988。GBT 223GBT 223152021金屬材料彈性模量和泊松比試驗(yàn)方法1范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用靜態(tài)法測(cè)定金屬材料楊氏模量、弦線模量、切線模量、泊松比，用動(dòng)態(tài)法測(cè)定金屬材料動(dòng)態(tài)楊氏模量、動(dòng)態(tài)切變模量、動(dòng)態(tài)泊松比的范圍、標(biāo)準(zhǔn)性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、符號(hào)及說(shuō)明、原理、 試樣、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)條件、性能測(cè)定和試驗(yàn)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)法局部適用于室溫下測(cè)定金屬材料彈性狀態(tài)的楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松 比；動(dòng)態(tài)法局部適用于 1 961200間測(cè)定材質(zhì)均勻的彈性材料的動(dòng)態(tài)楊氏模量、動(dòng)態(tài)切變模量 和動(dòng)態(tài)泊松比的測(cè)量。注1：其他溫度下金屬材料的拉伸楊氏模

8、量、弦線模量和切線模量的測(cè)定，也可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 注2：其他材料的楊氏模量、弦線模量、切線模量、泊松比和動(dòng)態(tài)楊氏模量、動(dòng)態(tài)切變模量、動(dòng)態(tài)泊松比的測(cè)定經(jīng)協(xié)商也可參照本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)局部執(zhí)行。2標(biāo)準(zhǔn)性引用文件 以下文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。但凡注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。但凡不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GBT 2282002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法(GBT2282002，eqv ISO 6892：1998)GBT2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)

9、取樣位置和試樣制備(GBT29751 998，eqv ISO 377：1997)GBT 73142005金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法(GBT 73142005，ASTM E9 1989a(2000)，MOD) GBT81 70數(shù)值修約規(guī)那么GBT】0623金屬力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語(yǔ)(GBT10623-2021，ISO23718：2007，MOD)GBT 12160單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)的標(biāo)定(GBT 12160-2002，ISO9513：l 999，Metallicmateri alsCalibration of extensometers used in uniaxialtesting，IDT)GBT1 3

10、992電阻應(yīng)變計(jì)GBT15014彈性合金領(lǐng)域內(nèi)的物理特性和物理量術(shù)語(yǔ)與定義GBT 168251 靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1局部：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校 準(zhǔn)(GBT1682512002，lS()7500 1：1999，Metallic materialsVerificationof static uniaxial testing machinesPart1：Tensioncompressiontesting machinesVerificationand calibration of the force measuring systemIDT)JJG623電阻應(yīng)變儀3術(shù)語(yǔ)和定義G

11、BT10623和GBT 1 5014確立的以及以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。31靜態(tài)法311軸向引伸計(jì)標(biāo)距axialextensometer gaugelengthL。l測(cè)量試樣軸向變形的引伸計(jì)標(biāo)距。GBTGBT2231 52021312橫向引伸計(jì)標(biāo)距transverseextensometergauge lengthL。t測(cè)量試樣橫向變形的引伸計(jì)標(biāo)距。313軸向應(yīng)變axialstrain 在平面內(nèi)平行于試樣軸向方向的線應(yīng)變。314橫向應(yīng)變transversestrain 吼 在平面內(nèi)垂直于試樣軸向方向的線應(yīng)變。315拉伸楊氏模量Youngsmodulusin tension E 軸向拉應(yīng)力與軸

12、向應(yīng)變成線性比例關(guān)系范圍內(nèi)的軸向拉應(yīng)力與軸向應(yīng)變的比值。316壓縮楊氏模量Youngsmodulus in compression E。 軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變成線性比例關(guān)系范圍內(nèi)的軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變的比值。317弦線模量chord modulus E“ 在彈性范圍內(nèi)軸向應(yīng)力一軸向應(yīng)變曲線上任兩規(guī)定點(diǎn)之間弦線的斜率。318切線模量tangentmodulus E山 在彈性范圍內(nèi)軸向應(yīng)力軸向應(yīng)變曲線上任一規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變值處的斜率。 注：弦線模量和切線模量適用于呈非線彈性狀態(tài)的金屬材料。319泊松比Poissonratio p低于材料比例極限的軸向應(yīng)力所產(chǎn)生的橫向應(yīng)變與相應(yīng)軸向應(yīng)變的負(fù)比值。32動(dòng)

13、態(tài)法321彎曲振動(dòng) flexuralvibration桿或管振動(dòng)的方向與其長(zhǎng)度方向垂直且處于垂直面內(nèi)。在兩端自由的狀態(tài)下，試樣的基頻振動(dòng)如 圖l所示。側(cè)視l蓍圖1兩端自由桿的彎曲基頻共振(側(cè)視圖)CBTCBT2231 52021322橫振動(dòng)vibrationin level桿或管振動(dòng)的方向與其長(zhǎng)度方向垂直且處于水平面內(nèi)。在兩端自由的狀態(tài)下，試樣的基頻振動(dòng)如 圖2所示。頂視振動(dòng)方向圖2兩端自由桿的橫向基頻共振(頂視圖)注：在彎曲振動(dòng)與橫振動(dòng)模式F，楊氏模量與試樣共振頻率問的關(guān)系是相同的，通常不予區(qū)分。323扭轉(zhuǎn)振動(dòng)torsionalvibration桿或管中每一橫截面均做繞其長(zhǎng)度軸線的相對(duì)扭轉(zhuǎn)振

14、動(dòng)，見圖3。n矽圖3桿的扭轉(zhuǎn)基頻共振324 節(jié)點(diǎn)node 處于共振狀態(tài)的桿中，位移恒為零的位置。325共振頻率resonancefrequency 引致試樣產(chǎn)生共振的外加強(qiáng)迫力的振動(dòng)頻率。 注：對(duì)于包括金屬材料在內(nèi)的滯彈性固體，可忽略共振頻率與固有頻率之間的差異326動(dòng)態(tài)楊氏模量dynamicYoungs modulus Ed 彈性變形范圍內(nèi)測(cè)定的正應(yīng)力與正應(yīng)變的比值。327動(dòng)態(tài)切變模量dynamicshear modulusGd 亦稱剛性模量，彈性變形范圍內(nèi)的切應(yīng)力與相應(yīng)切應(yīng)變的比值。328動(dòng)態(tài)泊松比dynamic poisonsratio pd 由動(dòng)態(tài)楊氏模量和動(dòng)態(tài)切變模量所確定的泊松比稱

15、為動(dòng)態(tài)泊松比。注：對(duì)于各向異性的材料，仿此定義的數(shù)值稱之為等效泊松比。329動(dòng)態(tài)彈性模量dynamicelastic modulus 絕熱彈性模量，動(dòng)態(tài)楊氏模量與動(dòng)態(tài)切變模量(剛性模量)的統(tǒng)稱。 注：絕熱彈性模量由聲共振法測(cè)得。GBTGBT2231 520213210試樣厚度thicknessoftest piece h在彎曲(橫)共振狀態(tài)下，平行振動(dòng)方向上的試樣尺寸，見圖4。3211試樣寬度width of test pieceb 在彎曲(橫)共振狀態(tài)下，垂直振動(dòng)方向上的試樣尺寸，見圖4。振動(dòng)方向圖4彎振試樣的厚度與寬度4符號(hào)及說(shuō)明 本標(biāo)準(zhǔn)適用的符號(hào)及說(shuō)明見表1。表1符號(hào)及說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明單位

16、靜態(tài)法矩形試樣原始厚度bo 矩形試樣平行長(zhǎng)度局部的原始寬度 礬 圓形試樣平行長(zhǎng)度局部的原始直徑 L。 試樣平行長(zhǎng)度L。 試樣原始標(biāo)距 L“軸向引伸計(jì)標(biāo)距 L。橫向引伸計(jì)標(biāo)距L“試樣軸向變形L。試樣橫向變形l軸向變形變化量橫向變形變化量Sn試樣平行長(zhǎng)度局部的原始橫截面積F軸向力NF軸向力變化量N S軸向應(yīng)力 MPa S軸向應(yīng)力的平均值 MPa F楊氏模量 MPa+拉伸楊氏模量MPaGBT GBT 2231 52021表1(續(xù))符號(hào)說(shuō)BYl單位 靜態(tài)法E。 壓縮楊氏模量 MPa El、 弦線模量 MPa E。、 切線模量 MPa軸向應(yīng)變 橫向應(yīng)變 泊松比軸向應(yīng)變的平均值橫向應(yīng)變的平均值 動(dòng)態(tài)法f

17、共振頻率 Hz 基頻共振頻率 HZL 基頻共振時(shí)的修正系數(shù)Fd 動(dòng)態(tài)楊氏模量 MPa G 動(dòng)態(tài)切變模量 MPa 動(dòng)態(tài)泊松比 試樣厚度 b 試樣寬度 l 試樣長(zhǎng)度 d 試樣直徑試樣質(zhì)量 試樣密度 gcm35靜態(tài)法51原理 試樣施加軸向力，在其彈性范圍內(nèi)測(cè)定相應(yīng)的軸向變形和橫向變形，以便測(cè)定本局部所定義的一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能。52試樣521樣坯的切取與試樣制備5211樣坯切取的部位、方向和數(shù)量應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議的規(guī)定。如無(wú)特殊規(guī)定，應(yīng)按照GBT 2975的要求進(jìn)行。5212切取樣坯和機(jī)加工試樣時(shí)，應(yīng)防止因冷加工或受熱而影響金屬的力學(xué)性能。如果由于試樣制 備的需要而將材料展平時(shí)，必須在試驗(yàn)結(jié)果中注明采

18、用了后續(xù)消除剩余應(yīng)力的熱處理過程。注：本試驗(yàn)方法的目的是為了揭示材料固有的性質(zhì)。因此試樣不應(yīng)存在剩余應(yīng)力，材料需要在丁m73的溫度退火處 理30 rain以消除應(yīng)力(1。是材料的熱力學(xué)熔點(diǎn)溫度)，這個(gè)過程需要在報(bào)告局部注明。如果試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藱z 驗(yàn)產(chǎn)品性自E，那么熱處理過程可以省略。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)記錄測(cè)試材料的狀況，包括熱處理工藝。5213完成最后機(jī)加工的試樣，應(yīng)平直、無(wú)毛刺、外表無(wú)劃傷及其他人為或機(jī)械損傷。GBTGBT2231 520215214從帶卷切取的薄板試樣，允許帶有不影響性能測(cè)定的輕度彎曲。522試樣形狀和尺寸5221圓形和矩形拉伸試樣按GBT 2282002附錄A、附錄B和附錄C的

19、規(guī)定，試樣夾持端與平 行段問的過渡局部半徑應(yīng)盡量大，試樣平行長(zhǎng)度應(yīng)至少超過標(biāo)距長(zhǎng)度加上兩倍的試樣直徑或?qū)挾取?222圓形和矩形壓縮試樣按GBT73142005中61的規(guī)定，試樣端部要平整、平行，并垂直于側(cè)面。5223通過協(xié)商可以采用其他類形的試樣。5224試樣頭部形狀和尺寸應(yīng)適合于試驗(yàn)機(jī)夾頭的夾持。5225頭部帶承載銷孔的矩形拉伸試樣，銷L應(yīng)外表光滑，銷L中心與標(biāo)距局部的寬度的中心線偏 離應(yīng)不大于標(biāo)距局部寬度的0005倍。5226兩面和四面機(jī)JJ口S的矩形試樣，其機(jī)加工面的外表粗糙度Ra值應(yīng)不大于16 Ixm。假設(shè)采用兩 面機(jī)jJq-的矩形試樣，其未加工面的尺寸公差和形狀公差也應(yīng)符合加工面的公

20、差要求。5227對(duì)于板材的矩形試樣，可在斌樣寬度兩側(cè)制備小凸耳供裝卡引伸計(jì)用。帶凸耳的矩形試樣見GBT73142005圖4。53試驗(yàn)設(shè)備531試驗(yàn)機(jī)5311試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按GBT 168251進(jìn)行檢驗(yàn)，其準(zhǔn)確度應(yīng)為l級(jí)或優(yōu)于l級(jí)。5312壓縮試驗(yàn)用的試驗(yàn)機(jī)，除了要滿足5311中的準(zhǔn)確度要求外，其他輔助裝置，例如力導(dǎo)向裝 置、調(diào)平墊塊和約束裝置等的要求，應(yīng)符合GBT 73142005中7274的規(guī)定。532引伸計(jì)引伸計(jì)應(yīng)按GBT1 2160進(jìn)行檢驗(yàn)，其準(zhǔn)確度應(yīng)為05級(jí)或優(yōu)于05級(jí)。54試驗(yàn)條件541試樣尺寸的測(cè)量 測(cè)量試樣原始橫截面尺寸的量具應(yīng)滿足GBT228的要求。5411圓形試樣應(yīng)在標(biāo)距兩端及中間

21、處相互垂直的方向上測(cè)量直徑，各取其算術(shù)平均值，按式(1)計(jì) 算橫截面積。將3處測(cè)得橫截面積的算術(shù)平均值作為斌樣原始橫截面積并至少保存4位有效數(shù)字。S。一丟n硪“1)5412矩形試樣應(yīng)在標(biāo)距兩端及中間處測(cè)量厚度和寬度，按式(2)計(jì)算橫截面積。將三處測(cè)得橫截 面積的算術(shù)平均值作為試樣原始橫截面積并至少保存4位有效數(shù)字。S。一n b(2) 注：帶凸耳的試樣不應(yīng)在靠近凸耳根部處測(cè)量其寬度。542初試驗(yàn)力 對(duì)于大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)和試樣，由于問隙、試樣弧度和原始夾頭對(duì)中等效果，當(dāng)對(duì)試樣施加很小的試驗(yàn)力時(shí)會(huì)對(duì)引伸計(jì)的輸出量產(chǎn)生較大的偏差。試驗(yàn)時(shí)須對(duì)試樣施加能夠消除這些影響的初試驗(yàn)力，測(cè)量 應(yīng)從初試驗(yàn)力開始，到彈性

22、范圍內(nèi)的更大的試驗(yàn)力為止。543試驗(yàn)速度 為了防止發(fā)生絕熱膨脹或絕熱收縮的影響，并能夠準(zhǔn)確測(cè)定軸向力和相應(yīng)的變形，試驗(yàn)速度不應(yīng)過高，但為了防止蠕變影響，速度不應(yīng)太低。對(duì)于拉伸試驗(yàn)，彈性應(yīng)力增加速率應(yīng)符合GBT 228的規(guī)定，推薦取下限；對(duì)于壓縮試驗(yàn)，彈性應(yīng)力增加速率應(yīng)符合GBT7314的規(guī)定，推薦取下限。速度應(yīng)盡可能 保持恒定。544力的同軸度 試驗(yàn)機(jī)夾持裝置應(yīng)能使試樣承受軸向力，在初軸向力與終軸向力之間，在各個(gè)方向上在試樣相對(duì)兩側(cè)測(cè)定的應(yīng)變變化量與其平均值之差的最大值(即最大彎曲應(yīng)變)不超過平均值的3。GBTGBT223152021壓縮試驗(yàn)應(yīng)使用GBT 7314中規(guī)定的調(diào)平臺(tái)和力的導(dǎo)向裝置以

23、及約束裝置。545引伸計(jì)的使用5451軸向引伸計(jì) 測(cè)量試樣軸向變形時(shí)，使用能測(cè)量試樣相對(duì)兩側(cè)平均變形的軸向均值引伸計(jì)，或在試樣相對(duì)兩側(cè)分別固定兩個(gè)軸向引伸計(jì)。注：測(cè)量模量的準(zhǔn)確度取決于測(cè)量應(yīng)變的精度。增加標(biāo)距長(zhǎng)度可以提高測(cè)量應(yīng)變的精度，但前提是必須保證加工 試樣平行段的公差要求。使用帶凸耳的矩形試樣，引伸計(jì)裝卡于同側(cè)兩凸耳的外側(cè)或內(nèi)側(cè)。其引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)為兩凸耳寬度中心線之間的距離。5452橫向引伸計(jì) 測(cè)量試樣橫向變形時(shí)，橫向引伸計(jì)應(yīng)裝卡在試樣標(biāo)距范圍內(nèi)的直徑(寬度)上。以此處的直徑(或?qū)挾?尺寸作為橫向引伸計(jì)標(biāo)距。546壓縮試驗(yàn)的其他試驗(yàn)條件均按GBT 7314執(zhí)行。547試驗(yàn)應(yīng)在室溫(1035

24、)下進(jìn)行，整個(gè)試驗(yàn)過程中的環(huán)境溫度波動(dòng)應(yīng)小于2。55性能測(cè)定551楊氏模量的測(cè)定5511圖解法 試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方法繪制軸向力軸向變形曲線，見圖5。在記錄的軸向力軸向變形曲線上，確定彈性直線段，在該直線段上讀取相距盡量遠(yuǎn)的A、B兩點(diǎn)之間的軸向力變化量和相應(yīng)的軸向變形變化 量，按式(3)計(jì)算楊氏模量。E一(百AF)(等)(3)也可采用附錄A的電阻應(yīng)變計(jì)直接測(cè)量軸向應(yīng)變的方法計(jì)算E。圖5圖解法測(cè)定楊氏模量5512擬合法 試驗(yàn)時(shí)，在彈性范圍內(nèi)記錄軸向力和與其相應(yīng)的軸向變形的一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)。數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)目一般不少于8對(duì)。用最小二乘法將數(shù)據(jù)對(duì)擬合軸向應(yīng)力軸向應(yīng)變直線，擬合直線的斜率即為楊氏模量，按 式(

25、4)計(jì)算。E一(P。s)一kE虧(2e?ki2)(4)GBTGBT2231 52021式中：J。一了。一Ts一妻虧一學(xué)為數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)目。注：當(dāng)模量是在應(yīng)變超過025之后得到的，建議采用瞬時(shí)截面積和瞬時(shí)標(biāo)距長(zhǎng)度代替原始截面積和原始標(biāo)距長(zhǎng) 度來(lái)計(jì)算應(yīng)力與應(yīng)變。如無(wú)其他要求，按式(5)計(jì)算擬合直線斜率變異系數(shù)，其值在2以內(nèi)，所得楊氏模量為有效。，V-一(嘉1)(22loo(5)式中：嚴(yán)一齜，s，一學(xué)蹦孚S2罕 ce，7為相關(guān)系數(shù)。5513有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議在規(guī)定楊氏模量時(shí)，應(yīng)說(shuō)明拉伸楊氏模量或壓縮楊氏模量，分別用E和E。 表示。如無(wú)說(shuō)明，一般采用拉伸方法測(cè)定，報(bào)告為E值。552弦線模量的測(cè)定5521圖解法

26、試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方法繪制軸向力一軸向變形曲線，見圖6。在記錄的軸向力軸向變形曲線上，通過與所規(guī)定的上、下兩應(yīng)力點(diǎn)(例如規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度R。一的10和50兩應(yīng)力點(diǎn))或兩應(yīng)變點(diǎn)相 對(duì)應(yīng)的A、上；兩點(diǎn)畫弦線。在所畫出的弦線上讀取軸向力變化量和相應(yīng)的軸向變形變化量，按式(7)計(jì) 算弦線模量。E。h(百AF)(含)(7)也可采用附錄A的電阻應(yīng)變計(jì)直接測(cè)量軸向應(yīng)變的方法計(jì)算E。圖6圖解法測(cè)定弦線模量8GBT 223152021GBT 22315202155 22擬合法 試驗(yàn)時(shí)，在彈性范圍內(nèi)記錄軸向力和相應(yīng)的軸向變形的一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)。將該組數(shù)據(jù)對(duì)擬合一數(shù)學(xué)表達(dá)式(例如多項(xiàng)式)，得到擬合的軸向應(yīng)力軸向應(yīng)變

27、曲線。在擬合的軸向應(yīng)力軸向應(yīng)變曲線的彈 性范圍內(nèi)計(jì)算兩規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變值之間所對(duì)應(yīng)弦線的斜率，即為弦線模量。注：對(duì)于非線彈性金屬材料，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)義在規(guī)定弦線模量時(shí)，應(yīng)說(shuō)明確定弦線的上、下兩點(diǎn)的應(yīng)力或應(yīng)變值。553切線模量的測(cè)定5531圖解法 試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方法繪制軸向力一軸向變形曲線，見圖7。在記錄的軸向力一軸向變形曲線上，通過規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變值對(duì)應(yīng)的R點(diǎn)作曲線的切線。在所畫出的切線上讀取相距盡量遠(yuǎn)的A、B兩點(diǎn)之問 的軸向力變化量和相應(yīng)的軸向變形變化量，按式(8)計(jì)算切線模量。(等)(含)(8)也可采用附錄A的電阻應(yīng)變計(jì)直接測(cè)量軸向應(yīng)變的方法計(jì)算E。圖7圖解法測(cè)定切線模量553 2擬合法 試

28、驗(yàn)時(shí)，在彈性范圍內(nèi)記錄軸向力和相應(yīng)的軸向變形的一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)，將該組數(shù)據(jù)對(duì)擬合一數(shù)學(xué)表達(dá)式(例如多項(xiàng)式)，得到擬合的軸向應(yīng)力軸向應(yīng)變曲線。在擬合的軸向應(yīng)力一軸向應(yīng)變曲線的彈性 范圍內(nèi)計(jì)算曲線在規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變值處的斜率，即為切線模量。注：對(duì)于非線彈性金屬材料，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議在規(guī)定切線模量時(shí)，應(yīng)說(shuō)明切點(diǎn)的應(yīng)力或應(yīng)變值。554泊松比的測(cè)定5541圖解法l試驗(yàn)肘，用自動(dòng)記錄方法繪制橫向變形一軸向變形曲線，見圖8a)。在記錄的橫向變形一軸向變形曲 線上，確定彈性直線段，在直線段上讀取相距盡量遠(yuǎn)的c、D兩點(diǎn)之間的橫向變形變化量和相應(yīng)的軸向 變形變化量。按式(9)計(jì)算泊松比。(含)(含)當(dāng)在同一試驗(yàn)中，泊松

29、比與楊氏模量一起進(jìn)行測(cè)定時(shí)，推薦同時(shí)繪制軸向力軸向變形曲線和橫向 變形一軸向變形曲線，見圖8B)。GBT GBT 2231 52021b圖8圖解法1測(cè)定泊松比55，42圖解法2 試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方法同時(shí)繪制橫向變形軸向力曲線和軸向變形軸向力曲線，見圖9。在橫向變形一軸向力曲線和軸向變形軸向力曲線的彈性直線段上，分別讀取相距盡量遠(yuǎn)而且相同軸向力變化 量的c、D兩點(diǎn)之間的橫向變形變化量，和A、B兩點(diǎn)之間的軸向變形變化量。按式(8)計(jì)算泊松比。圖9圖解法2測(cè)定泊松比注：如分別在不同軸向力變化量上讀取橫向變形變化量和軸向變形變化量，那么不能直接使用式(8)計(jì)算。可分別計(jì) 算出橫向應(yīng)變變化量與軸向應(yīng)力

30、變化量之比和軸向應(yīng)變變化量與軸向應(yīng)力變化量之比。然后計(jì)算前者比值與 后者比值之比，即為泊松比。5543擬合法 試驗(yàn)時(shí)，在彈性范圍內(nèi)，在同一軸向力下記錄橫向變形和軸向變形的一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)。數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)目一般不小于8對(duì)。用最小二乘法將該組數(shù)據(jù)對(duì)擬合橫向應(yīng)變軸向應(yīng)變直線，直線的斜率即為泊松 比。按式(10)計(jì)算。p一(F。“)kiZ(e；一et 2)(10)0GBT 223GBT 223152021 式中：L。l。一1EeloTL。“一1Ee。“一T注：如果分別記錄橫向變形軸向力和軸向變形軸向力的兩組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)，那么應(yīng)用最小二乘法將每組數(shù)據(jù)對(duì)擬合橫 向應(yīng)變軸向應(yīng)力和軸向應(yīng)變一軸向應(yīng)力直線，并計(jì)算擬合直

31、線斜率。前者斜率與后者斜率之比即為泊松比。5544按式(5)計(jì)算擬合直線斜率變異系數(shù)，其值在2以內(nèi)，所得泊松比為有效。555推薦每個(gè)試樣至少測(cè)試3次，并計(jì)算其平均值。必須特別注意測(cè)定楊氏模量時(shí)施加的應(yīng)力不要 超過試樣的比例極限，測(cè)定切線模量、弦線模量時(shí)施加的應(yīng)力不要超過試樣的彈性極限。也可以通過一次加載確定試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的同時(shí)確定楊氏模量、切線模量、弦線模量或 泊松比。如果模量或泊松比是通過這種方法確定的，需在報(bào)告中注明采用的是一次加載方法。556楊氏模量、弦線模量和切線模量一般保存3位有效數(shù)字，泊松比一般保存2位有效數(shù)字，修約的 方法按GBT 8170執(zhí)行。6動(dòng)態(tài)法61原理 依據(jù)聲

32、共振原理測(cè)定試樣機(jī)械共振頻率，以便測(cè)定本局部一項(xiàng)或幾項(xiàng)物理性能。 推薦采用懸絲耦合共振測(cè)定方法，其優(yōu)點(diǎn)是試樣的振幅較大，共振易判別，支撐的影響易排除，振動(dòng)長(zhǎng)度易精確判定，且有較寬的溫度適用范圍。 使試樣分別處于彎曲、縱向及扭轉(zhuǎn)共振狀態(tài)并測(cè)定其共振頻率，可計(jì)算出動(dòng)態(tài)彈性模量、動(dòng)態(tài)切變模量及動(dòng)態(tài)泊松比。62試樣621 按設(shè)備條件、材料的密度及模量的估計(jì)值選擇試樣的尺寸。試樣的最小質(zhì)量由拾振系統(tǒng)的檢測(cè) 靈敏度決定，一般不小于5 g；試樣尺寸和質(zhì)量的最大值由鼓勵(lì)系統(tǒng)供應(yīng)的能量和所允許的空間大 小決定。622推薦的試樣長(zhǎng)度為120 nill180 Illm。對(duì)于圓桿、管，直(外)徑為4 mm8mm，長(zhǎng)度

33、約為直徑 的30倍；只檢測(cè)彎曲共振頻率時(shí)，直徑可至2mill。對(duì)于矩形桿，厚度為】mm4mm，寬度為5 mm10mm。623試樣材質(zhì)均勻，平直；橫向尺寸的軸向不均勻性應(yīng)不大于07；外表無(wú)缺陷，粗糙度Ra不大于18 p-m，相對(duì)外表的平行度應(yīng)在002mm以內(nèi)。624檢測(cè)高溫下圓桿、管試樣的扭轉(zhuǎn)共振頻率時(shí)，假設(shè)共振信號(hào)微弱，可采用啞鈴狀試樣或以銷釘固定 懸絲的方法進(jìn)行扭共振頻率的相對(duì)測(cè)量。63試驗(yàn)設(shè)備631量具6311游標(biāo)卡尺：測(cè)量試樣長(zhǎng)度，最小分度不大于005 mill。6312千分尺：測(cè)量試樣的直徑或?qū)挾取⒑穸龋钚》侄炔淮笥?002mm。6313天平：稱量試樣質(zhì)量，感量不大于0001 g。6

34、314測(cè)溫裝置：在不同溫度下試驗(yàn)中用來(lái)測(cè)量試樣的環(huán)境溫度，用校準(zhǔn)后的熱電偶測(cè)量，測(cè)溫裝置的 準(zhǔn)確度應(yīng)到達(dá)o5，其位置應(yīng)接近試樣中部，注意與試樣的距離應(yīng)不大于5Fllnl，同時(shí)不要觸及試樣。GBTGBT2231 52021632共振測(cè)量裝置 可完成不同溫度下性能檢測(cè)的裝置如圖10所示。用數(shù)字頻率計(jì)來(lái)完成引致試樣共振的振蕩器輸出頻率的精準(zhǔn)測(cè)量；按功能的不同，換能器分為鼓勵(lì)器與拾振器兩種；以選頻放大器內(nèi)附的交流電壓表 檢測(cè)共振信號(hào)。假設(shè)需要以李沙育圖形來(lái)判斷虛假共振，應(yīng)將振蕩器與放大器的輸出分別供應(yīng)示波器的 水平與垂直偏轉(zhuǎn)板。6321音頻振蕩器在100 Hz到不小于30 kHz范圍內(nèi)有連續(xù)町變的頻率

35、輸出；在一般測(cè)量中，在任一確定位置上的 頻率漂移應(yīng)低于01Hzmin，其輸出功率應(yīng)可保證所用鼓勵(lì)換能器能夠激發(fā)質(zhì)量在規(guī)定范圍內(nèi)的任何 試樣。6322數(shù)字頻率計(jì)可用于振動(dòng)周期測(cè)量的計(jì)數(shù)式頻率計(jì)。測(cè)量誤差不大于001 Hz，其晶振穩(wěn)定度應(yīng)不低于10“d量級(jí)。6323換能器63231依耦合方式和被測(cè)試樣的質(zhì)量、共振頻率的不同而選擇不同類型的換能器。在所檢測(cè)的試 樣頻率變化的范圍內(nèi)，鼓勵(lì)的輸出功率損失應(yīng)不大于3 dB，拾振器應(yīng)有盡可能好的頻率響應(yīng)。用于李沙育圖形選頻一氳一f奢L一一J變溫裝置圖10共振檢測(cè)裝置方框圖63232 一般可用壓電式換能器，如盒式的壓電陶瓷換能器；如果試樣質(zhì)量較小(一般為5 g

36、15 g)，可用晶體唱頭。對(duì)于矩形桿，亦可以動(dòng)圈式揚(yáng)聲器作為鼓勵(lì)器，以耳塞機(jī)作為抬振器。6324選頻放大器 其輸入阻抗應(yīng)與拾振換能器的阻抗匹配，頻率范圍應(yīng)可滿足測(cè)試需要，對(duì)共振信號(hào)的測(cè)試靈敏度應(yīng)不低于1 pV。推薦采用鎖定放大器或配有帶通濾波器的傳聲放大器。6325示波器 頻響范圍及靈敏度應(yīng)能滿足測(cè)試需要的通用示波器。633變溫裝置6331加熱爐：所用加熱爐的升、降溫應(yīng)是可控制的；在所測(cè)的溫度范圍內(nèi)，均溫區(qū)應(yīng)大于試樣長(zhǎng)度， 一般為180 miTt，均溫區(qū)的均勻性應(yīng)小于5。6332低溫槽：所用低溫槽的溫度應(yīng)可控制并町保證不結(jié)霜；在所檢測(cè)的溫度范圍內(nèi)，試樣長(zhǎng)度范圍 內(nèi)的溫度均勻性應(yīng)小于5。64試驗(yàn)

37、條件及操作要求641幾何尺寸與質(zhì)量的測(cè)量 將試樣清洗后進(jìn)行測(cè)量。長(zhǎng)度取兩次測(cè)量的均值。檢測(cè)楊氏模量時(shí)，試樣的直徑或厚度取沿艮度方向十等分后分別測(cè)量的均值；檢測(cè)切變模量時(shí)，橫向尺寸取五等分后分別測(cè)量的均值。質(zhì)量測(cè)至1 mg。2GBTGBT2231 52021642能量耦合方法6421依測(cè)試需要，可采用機(jī)械、靜電、電磁任一種能量耦合方法。6422無(wú)論采用哪一種耦合方法，都應(yīng)該盡可能保證試樣處于水平位置及其自由振動(dòng)狀態(tài)，以排除 由支撐阻尼造成的試樣共振頻率的可發(fā)覺的變化。6423本標(biāo)準(zhǔn)推薦的懸絲耦合是機(jī)械耦合中常用的一種，耦合方法如圖1所示。無(wú)論采用圖中哪一種懸吊方法，都需滿足試樣一次懸吊進(jìn)行后彎振

38、頻率相繼測(cè)量的需要；對(duì)于圓桿、管狀試樣，采用圖11b)所示方法效果更好。假設(shè)只檢測(cè)試樣的彎曲共振頻率，建議使兩根懸線與試樣的中軸線處于同一平 面內(nèi)。要求所用的懸絲柔軟且有必要的強(qiáng)度，懸吊試樣后能張緊。在100以下的檢測(cè)中，推薦采用 棉線作為懸絲，以保證懸絲與試樣外表問有較大的摩擦力。鼓勵(lì)器二高圖11用于彎曲共振與扭轉(zhuǎn)共振的懸絲耦合方法 在高溫測(cè)量中，推薦采用石英玻璃纖維，亦可在爐子的內(nèi)、外分別采用兩種不同材質(zhì)的懸絲。在測(cè)量質(zhì)量較大的試樣時(shí)，可采用直徑015 mm以下的銅絲或鎳鉻絲。推薦的懸吊位置為(02000215)l或0238l，z為試樣的長(zhǎng)度；由此引致的彎曲共振基頻頻率測(cè)量的系統(tǒng)偏差不大于

39、001， 扭轉(zhuǎn)共振基頻頻率的系統(tǒng)誤差不大于01。假設(shè)共振信號(hào)微弱，可將懸吊位置外移，但此時(shí)測(cè)量的精 度相應(yīng)降低。可采用變更懸吊點(diǎn)位置，將所得共振頻率值外推到節(jié)點(diǎn)的方法來(lái)消除由偏離節(jié)點(diǎn)所致 的系統(tǒng)偏差。在測(cè)量過程中，應(yīng)注意防止由懸絲共振而產(chǎn)生的對(duì)試樣共振測(cè)量的干擾。6424靜電耦合方式可有效地排除系統(tǒng)共振的影響，易得到較高的測(cè)量精度。圖12a)適于彎曲共 振基頻頻率的檢測(cè)。圖12b)適于扭轉(zhuǎn)共振基頻頻率的檢測(cè)。在高溫測(cè)量中，應(yīng)注意排除由氣體分子電 離所致噪音的影響。圖12靜電耦合方法6425采用電磁耦合方式可獲得較高的測(cè)量靈敏度，圖i3a)適于彎曲共振基頻頻率的檢測(cè)， 圖13b)適于扭轉(zhuǎn)共振基頻

40、頻率的檢測(cè)。這種測(cè)量可在鐵磁性材料居里點(diǎn)以下溫度進(jìn)行。在精確測(cè)量 中，應(yīng)對(duì)鐵磁性材料E效應(yīng)的影響進(jìn)行修正，對(duì)非鐵磁性材料那么應(yīng)考慮到附加質(zhì)量的影響。643共振調(diào)諧 按被測(cè)試樣模量的估計(jì)值和測(cè)得的靜態(tài)參數(shù)，借助651或652條所述關(guān)系式完成共振頻率估算；將試樣安裝好，啟動(dòng)裝置，將適于鼓勵(lì)試樣的、盡可能低的功率輸給鼓勵(lì)換能器。選擇放大器的頻率GBTGBT2231 52021范圍和增益，使之足以檢測(cè)試樣的共振。調(diào)節(jié)示波器，使在試樣共振時(shí)能得到清晰的李沙育圖形。在預(yù) 定的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，得到穩(wěn)定的共振顯示。b)圖13電磁耦合方法644鑒頻方法 可用粉紋法和阻尼法分別完成對(duì)矩形桿和圓桿、管室溫下振動(dòng)

41、模式和級(jí)次的鑒別。在利用粉紋圖法時(shí)，將硅膠粉末均勻地灑在試樣的外表上，在疑為試樣共振的頻率位置，增加振蕩器的輸出功率，試樣 共振時(shí)，會(huì)看到這些粉末聚集到試樣的節(jié)點(diǎn)(線)處。在利用阻尼法時(shí)，沿著試樣的長(zhǎng)度方向輕輕觸及不 同部位，試樣共振時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)共振示值有明顯的不同反響：在波節(jié)(節(jié)點(diǎn))處無(wú)反響，在波腹處有明顯的衰彎二二二二二二二二=工II減。兩端自由桿彎曲共振與扭轉(zhuǎn)共振節(jié)點(diǎn)的分布如圖14所示。節(jié)點(diǎn)位置(長(zhǎng)度單位)i匪三三三三召。II覆口二二二二二二二二二s=二二二二二工二衛(wèi)=二二二二工二二二二1扭二二=二二二二二z羹二亡二二二二二二二二。蕷丁二二二二二二二二工工二二工二二工二二二衛(wèi)5圖14節(jié)點(diǎn)位

42、置分布示意圖 頻率比法亦是常用的鑒頻方法。假設(shè)測(cè)定的共振頻率，。與相繼測(cè)出的頻率，2之比符合表2，那么即為彎曲共振基頻頻率；表中r是試樣的回轉(zhuǎn)半徑，d是試樣直徑，h是試樣的厚度，z是試樣的長(zhǎng)度。在測(cè) 量圓桿、管扭轉(zhuǎn)共振的基頻頻率時(shí)，常在預(yù)定的頻率觀測(cè)位置附近看到3個(gè)共振峰，其中兩個(gè)是試樣彎 曲共振的同一振動(dòng)級(jí)次下的共振峰；由于試樣常有一定的橢圓度，使我們?cè)陬l響曲線上看到對(duì)應(yīng)著同一 振動(dòng)級(jí)次的兩個(gè)彎曲共振峰。此時(shí)需用頻率比法做進(jìn)一步的鑒別：求所測(cè)頻率與試樣彎振基頻頻率的 比值，如果該值與表3中的某一數(shù)值相近，那么所測(cè)頻率就可能是彎振頻率。此時(shí)亦可檢測(cè)扭共振一次諧 波的頻率；不同振動(dòng)級(jí)次的圓桿、管

43、扭振頻率問成簡(jiǎn)單整數(shù)比。變溫測(cè)量中的鑒頻可用頻率比法，區(qū)別虛假共振可用李沙育圖形法；在共振頻率。的附近進(jìn)行頻 率掃描時(shí)，兩側(cè)的拾振信號(hào)的相位會(huì)有突然的變化，凼而導(dǎo)致李沙育圖形的擺動(dòng)，據(jù)此可判別所確定 的共振頻率是否真實(shí)。14GBTGBT2231 52021 表2彎曲共振桿、管一次諧波與基頻波的頻率比K(2，1)z15o 20o 2535o 4527566 2 756 6 2 756 6 2 756 6 2 756 6 27566 2 756 6 002 5 27552 755 3 2 755 3 27553 2 755 27552 2 755 2 o 005 o 2 75l 6 2 751 5

44、 2 751 4 275l3 2 751 2 2 751 1 2 751 o 007 5 27454 2 745 2 27452 744 8 2 744 6 2 14 2 744 2010 2 7368 2 736 4 2736】 2 7358 2 735 4 2 7351 2 734 0 012 5 2 726o 2 725 2 7242 7244 2 723 9 2 723 3 27228 o0152 73 1 2 712 3 2 6 2 7108 2 710 1 2 709 3 27086 o0175 26982 26972 2 696 2 2 2 2 694 2 2 693 3 269

45、23 0202 6816 2 680 3 2 679 l 2 677 8 2 676 6 2 675 4 26742022 5 2 663 4 2 661 9 2 660 3 2 658 8 2 657 3 26558 2 654 3 o 025 o 2 643 9 2 642 2 640 2 2 638 4 26366 2 6348 2633l 027 5 2 6232 2 62】o 2 61 8 2 6168 2 6147 2 6127 2 6107 030 2 60】5 2599o 2 596 6 2 594 2 2 591 9 25896 2 587 3032 5 2 579 2576

46、3 2 573 6 25702 568 2 565 7 2 563 1 035 2 556 o 25529 2 5499 2 547o 2 1 25412 2538 4 037 5 25325 2 529 2 25259 2 522 7 2 515 2 516 4 25133o040o 25088 2 505 2 2 501 6 2 4982 2 494 8 2 4914 2 488 1 042 2 484 9 24812 477 3 2 473 6 2 469 2466 3 24628 045 2 461 2 456 9 24529 2 49 2 445 1 2 441 3 24376 04

47、7 2 437 2 433 242824246 2 420 5 24165 2 4126 0502 413 7 2 409 2 2 404 8 24005 2 396 2 2 392 2 387 9注：圓桿；一d；圓管；=斫=萬(wàn)，矩形桿j一西。表3圓桿、管彎曲共振三次諧頻，l一、四次諧頻與基頻，t，的比值K(4，1)K(51)rH02030200308 933 8 933 0 89330 l 33451334513345 00 002 5 89147 8 914 8 913 3 13 302 6 13 30113 299 50 0058 860 5 8 857 9 8855 3 13 l 78

48、 2 13 172 13 165 90 0075 8 7728 8 7678 761 3 12979l 1 2 965 8 12 9528 o0100 8 655 0 8 645 l 8 635 5 127165 12 694 4 12 6728O0125 8 511 3 8 496 8 8 4826 12 4037 1 237112 341 0 015 8 3468 8 327 2 8 3082 1 2 0544 12 0128 11 972 01 5 8 1 2 8 141 6 8 117 7 l】68l 6 116307 1l 58l 5CBTCBT2231 52021表3(續(xù))K(4，

49、1)K(5，1)rf0 200300 200300400 020 07 9747 94487 91 6 21l 296 911 237 51118030 022 57 7417 708 310 909 510，84291077880025075734535 1498 110 526 104542103845002757 371 37 329 27 288 810 l 54 61007610002803071 71 571263083 0796 171489 6372032 56 97626 928 3688259 454 1369 28990356 78666 73666 688 89 l 2

50、9804378 962037 56 604 6 552 3650298 82388 73668 653642896 37586 3254853618 4488 36530 042 56 261 76 207 76 156 4826648 17868 095 6004506 102 66 048 05 996 280147926578440004755 95l 65 896 6584477787691 27 609 0 050 05 808 65 753 5701 7 557 67 471 673908注：圓桿j一。；圓管j一刁可。645橫向尺寸較小試樣彎曲共振頻率的檢測(cè) 試樣平行振動(dòng)方向的橫向

51、尺寸的減小伴隨著共振頻率的降低，當(dāng)基頻共振頻率低于100 Hz時(shí)，檢測(cè)發(fā)生困難。此時(shí)，對(duì)于矩形桿，可將試樣沿其縱軸轉(zhuǎn)90。，將原來(lái)的寬度作為厚度重新檢測(cè)。即采用 棱相懸掛方法；對(duì)圓桿、管可檢測(cè)一次諧波的共振頻率。如果條件許可，亦可采用縮短試樣長(zhǎng)度的方法 來(lái)完成檢測(cè)。646高溫下的測(cè)量 完成室溫下的全部測(cè)_最后，將試樣放進(jìn)爐子，做好密封，同時(shí)做好換能器的熱絕緣，測(cè)定試樣在爐子腔體中的室溫頻率。以可控速率加熱爐子，升溫速率不得超過150h。在階梯式升溫中，以2025為測(cè)量間隔，保溫時(shí)間以得到可重現(xiàn)的頻率測(cè)量值來(lái)確定。亦可伴隨爐溫變化進(jìn)行隨爐測(cè)量，時(shí) 間間隔一般取15 min。當(dāng)對(duì)隨爐測(cè)量結(jié)果有爭(zhēng)議

52、時(shí)，以階梯式測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)。在試驗(yàn)過程中，應(yīng)密切 跟蹤共振頻率隨溫度的變化，以排除干擾，保證結(jié)果的可靠性。為防止高溫下試樣氧化增重、脫碳等不 利因素，視需要可在真空或惰性氣體中完成測(cè)量；在真空中測(cè)量，有利于共振的觀測(cè)，但需注意修正溫度 滯后的影響；如有必要，亦可進(jìn)行冷卻過程中的測(cè)量。在試驗(yàn)過程中，如果試樣發(fā)生了嚴(yán)重翹曲，那么這種 測(cè)量結(jié)果是可疑心的，應(yīng)及時(shí)中斷測(cè)量。647低溫下的測(cè)量 先在室溫下測(cè)量試樣在空氣中的質(zhì)最、幾何尺寸和共振頻率，隨后置于低溫槽中并做好密封，測(cè)量試樣在低溫槽中的室溫共振頻率。使試樣降到所需要的最低溫度，在該溫度下保溫l5 rain以上；在降 溫過程中，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)視共振頻率的

53、變化。測(cè)量加熱過程中的數(shù)據(jù)，加熱速率應(yīng)不超過50h，每隔10 rain或1 5 oc完成一次測(cè)量。根據(jù)需要和設(shè)備條件，亦可在降溫過程中完成測(cè)量，降溫程序參照上述 制定。為防止低溫槽瀉出水蒸氣形成沉積于試樣上的霜，建議在制冷前用枯燥的氮?dú)鉀_刷低溫槽。GBTGBT2231 5202165數(shù)據(jù)處理651室溫動(dòng)態(tài)楊氏模量6511圓桿的室溫動(dòng)態(tài)楊氏模量 將測(cè)得的試樣的質(zhì)量m、長(zhǎng)度，、平均直徑d、反復(fù)檢測(cè)的彎振基頻共振頻率均值及修正系數(shù)了、代人式(11)，即可求得動(dòng)態(tài)楊氏模量E修正系數(shù)7、。可從表4查出： 玩一1606 71【)。(號(hào))。注：當(dāng)T隨泊松比p呈顯著變化時(shí)應(yīng)以疊代法完成E。值的最終計(jì)算，即：先

54、以初始的峨(1)、G值求出盧(1)，據(jù) 表4求出T，(1)，進(jìn)而求出E。(2)，繼求出p(2)，從而據(jù)表3求得L(2)；依次進(jìn)行，至E一值無(wú)顯著變化為止。當(dāng)以試樣的一次諧波的共振頻率，。進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)以(，!,K(2，1)作為r，代入式(11)完成計(jì)算。 頻率比K(2，1)可由表1查出。表4基頻彎曲共振圓桿、管的修正系數(shù)rZ0 1 50 200 250 300 3504045000 10001 010001 000 01000100001 0000251 00051 000 51 00051 00051 000 51 00051 000 50 005 100201002110021l 002

55、11 002 11 002 11 002 2007 5100461 004 61 00471 004 81004810040010l_00811 008 21 00831 008 1 008 510086l_008 012 510127101281 013l 013 1101331 013 1 01360015l 018 3101851 018 7l 0】8 91019】l 01931 O】9 50 017 51 02491 025 2102551 025 71 026 10263102660 020 0l 032 5103291 033 2l 033 61 03401 0：34 410347

56、0022 51 041 l1 04161 042 11 042 61 04301 043 5104400251 0501 051 1 05191 052 51 053 105371 0543027 51 061 l 062 11 0628l 06361 064 3l 065 10650300107311 073 91 074 810756l 076 1 07731 07820 032 51 0857108681 08781 08881 089 8810917035 0l 0991 10061101 81 1031 04 11 10531 10640 037 51 11421 11 5 51 1

57、1 6111821 11951 1208l 122100401 1299l 131 1 13301 34 51 136 01 1 37 5l 13890425l 1 4S 61 148J】50ll 15l81】53 5l 15521 156904501 1 64 1 1664l】6831170 21 1 72 11 17401 1759047 5l 18321 18541 87 51 189 6l 91 81 193911959050203 1 20520781 21 0 2125121 81 217 注：圃iq-7=ld；圓管；一z干面。6512圓管的室溫動(dòng)態(tài)楊氏模量 將測(cè)得的試樣質(zhì)量，、長(zhǎng)

58、度、管外徑d。和內(nèi)徑以的平均值、經(jīng)反復(fù)檢測(cè)的彎振基頻共振頻率均值，及修正系數(shù)7、，；代入式(12)，即可求得動(dòng)態(tài)楊氏模量E一；修正系數(shù)丁，可從表4中查出：b16109耵(12)17CBTCBT2231 52021當(dāng)以斌樣一次諧波的共振頻率進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)遵照6511條所述進(jìn)行。注：當(dāng)T隨泊松比口呈顯著變化時(shí)，應(yīng)以疊代法完成Ea值的最終汁算，即：先以初始的E(1)、G值求出1(1)，據(jù) 表4求出T(1)，進(jìn)而求出日(2)，繼求出產(chǎn)(2)，從而據(jù)表4求得71，(2)；依次進(jìn)行，至日值無(wú)顯著變化為止。6513矩形桿的室溫動(dòng)態(tài)楊氏模量 將測(cè)得的試樣質(zhì)量m、長(zhǎng)度z、平均厚度h、經(jīng)反復(fù)檢測(cè)的彎振基頻共振頻率

59、值，及修正系數(shù)T，代人式(1 3)，即可算出動(dòng)態(tài)楊氏模量Ed；修正系數(shù)丁町從表5中查出：Edo94651 O_9(丟)3詈，丁，(13)表5基頻彎曲共振矩形桿的修iE系數(shù)hl150 200250 3035450001000100001 000 01000010001 l 0 01l 000 71 000 7100071 000 7l 000 7100081 8002l 002 71 0028l 002 81 002 9l 0030100311 00320 031 006 11 0062l 006 3100651 006 71006 l_0071O041 010 81 0111 011 21 0

60、11 510118l 012 21 01260051 016 9101721 017 51 018 01 018 51 019 010196006102431024 7102521 025 810265l 027 1 028207l 033 0l 033 6103431035】l 036 010371103830081 043 1 043 1 044 6l 045 71 0471 048l_050 00 09105431 05521 056 41 057 7105931 061 11 063 10101 066 9106801 069 1 071 11 0730l 075 2107760111