一种动态测量材料模量的方法技术

本发明专利技术涉及一种动态测量材料模量的方法，包括以下步骤：(1)将待测材料制成圆环状试样；(2)将圆环状试样绕着其圆心从静止旋转至高速，然后测量静止时圆环状试样的内径r，高速旋转时圆环状试样的内径R以及转速ω；(3)通过公式

A method for dynamic measurement of material modulus

The present invention relates to a method for dynamic measurement of material modulus, which comprises the following steps: (1) making the material to be measured into a circular ring specimen; (2) rotating the circular ring specimen from stationary to high speed around its center, and then measuring the inner diameter r of the circular ring specimen at rest, the inner diameter R of the circular ring specimen at high speed and the rotational speed_; (3) passing through the circular ring specimen. formula

【技术实现步骤摘要】
一种动态测量材料模量的方法
本专利技术涉及材料性能测量
，具体涉及一种动态测量材料模量的方法。
技术介绍
模量是材料的基本性能之一，是材料研究过程中测量参数。通常模量的测量在静载作用下进行拉伸应力—应变曲线测量，得出材料的模量。对于制作的环形结构则通过诺尔环或爆破试验进行测量。上述模量测量方法均在静态试验中测得。但很多材料在使用时是处于高速运动的，所以静态试验测得的数据无法真实体现材料模量。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种动态测量材料模量的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种动态测量材料模量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将待测材料制成圆环状试样；(2)将圆环状试样绕着其圆心从静止旋转至高速，然后测量静止时圆环状试样的内径r，高速旋转时圆环状试样的内径R以及转速ω；(3)通过公式计算得到模量E，其中，ρ为待测材料的密度。所述圆环状试样的旋转通过高速旋转系统实现，所述高速旋转系统包括底部的电机、与电机的转轴连接的托板，所述电机的转轴位于托板的轴心，所述圆环状试样的轴心和托板的轴心重合。该设置能够使得圆环状试样在水平方向是无约束状态的，只是在摩擦力的作用下，随着托板高速旋转，而且保证旋转的圆心恰好就是圆环状试样的轴心。托板有定位结构，能保证环放下后托板与试样的轴心重合。所述圆环状试样和托板处于真空容器中，真空状态是为确保试样在试样旋转中没有阻力，可实现高速运行的目的。所述高速旋转系统包括用于测量圆环状试样转速的转速测量仪以及用于测量圆环状试样内径的位移测量装置。所述位移测量装置为光栅式位移测量装置。所述高速旋转的速度为1800～150000转/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：通过高速旋转系统对圆环状试样的动态运行，在不损坏试件以及对其施加任何外力的情况下，用不断升速方法对环加速，在升速的同时对环进行实时检测，通过对环在运行中的测出位移变化量，变形测量实现环状结构材料的模量测量，该方法简单、方便、直接、无外力约束，提供了一种新的模量测量方法。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，1为真空容器，2为圆环状试样，3为托板，4为电机，5为位移测量装置，6为转速测量仪。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种动态测量材料模量的方法，通过试验过程中的变形测量与离心力作用下的理论公式相结合来测量材料模量的方法。它包括以下步骤：1)如图1所示：将待测材料制作成圆环状试样2，放在托板3上，且保证圆环状试样2和托板3的轴心重合，利用圆环状试样2与托板3间的摩擦力，确保圆环状试样2与托板3同步运行；电机4驱动托板3在真空容器1升速并逐步升至高速，此时托板3和圆环状试样2同步升至高速。2)运行中用转速测量仪6和位移测量装置5同步测出转速和圆环状试样2内径的变化，记录相关数据。3)通过不同转速下变形与转速曲线结合理论公式得出环形物体材料的模量。通过上述方法进行铝合金材料的模量测试，数据如下：合金材料制成环状试样，其半径为0.065m，试验测出在3141.6m/s的速度下半径变形量1.04E-4m，密度为2700Kg/m3，根据上述试验数据计算出模量。E＝2700*3141.62*0.0653/(1.04*10-4)＝70.4GPa通过静态模量测试方法，该铝合金材料的模量为70.2GPa，比较可知，本方法测得的模量与静态方法所测结果接近，但由于本方法是在动态下测得，与该铝合金材料的应用场合更为接近，因此相对于静态模量测定，本专利技术方法可信度更高。提高转速至3770m/s的速度下，半径变形量1.50E-4m，根据上述试验数据计算出模量。E＝2700*37702*0.0653/(1.5*10-4)-3＝70.3GPa，模量测试结果基本保持不变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态测量材料模量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将待测材料制成圆环状试样；(2)将圆环状试样绕着其圆心从静止旋转至高速，然后测量静止时圆环状试样的内径r，高速旋转时圆环状试样的内径R以及转速ω；(3)通过公式

【技术特征摘要】
1.一种动态测量材料模量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将待测材料制成圆环状试样；(2)将圆环状试样绕着其圆心从静止旋转至高速，然后测量静止时圆环状试样的内径r，高速旋转时圆环状试样的内径R以及转速ω；(3)通过公式计算得到模量E，其中，ρ为待测材料的密度。2.根据权利要求1所述的一种动态测量材料模量的方法，其特征在于，所述圆环状试样的旋转通过高速旋转系统实现，所述高速旋转系统包括底部的电机、与电机的转轴连接的托板，所述电机的转轴位于托板的轴心，所述圆环状试样的轴心和托板的轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：程涵，陆伟国，雷胜梅，
申请(专利权)人：核工业第八研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31