一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法技术

本发明专利技术提供一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法，属于材料测试技术领域，包括步骤制备测试试样，其中试样为条状玻璃板；测量试样的实际长度L，宽度b和厚度h，并测量试样的质量m；确定并标记第一敲击点和第一接收点以及第二敲击点和第二接收点；采用共振法敲击试样，将测针置于第一接收点，敲击第一敲击点，得到弹性频率，将测针置于第二接收点，敲击第二敲击点，得到剪切频率；用所测试样的长度L、宽度b、厚度h、质量m、弹性频率和剪切频率计算，得到试样的弹性模量、剪切模量和泊松比。测试过程简单耗时短，测试过程对于试样无损坏，属于无损测试，可实现多次测试和重复测试，测试效率高，且测试精度高。

A Testing Method for Elastic Modulus and Shear Modulus of Glass Plate

The invention provides a testing method for testing the elastic modulus and shear modulus of glass plates, belonging to the technical field of material testing, which comprises steps to prepare test samples, in which the samples are strip glass plates; to measure the actual length L, width B and thickness h of the samples, and to measure the mass m of the samples; to determine and mark the first knocking point and the first receiving point, as well as the second knocking point and the second receiving point; The elastic frequency is obtained by putting the needle at the first receiving point and tapping the first tapping point. The needle is placed at the second receiving point and tapping the second tapping point to obtain the shear frequency. The elastic modulus, shear modulus and Poisson's ratio of the sample are obtained by calculating the length L, width b, thickness h, mass m, elastic frequency and shear frequency of the tested sample. The testing process is simple, time-consuming, non-destructive to the sample, and belongs to non-destructive testing. It can realize multiple testing and repeated testing, with high testing efficiency and high testing accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法
本专利技术涉及材料测试
，具体为一种测试玻璃弹性模量和剪切模量的测试方法。
技术介绍
弹性模量是材料重要的性能参数，从宏观角度来讲，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力的大小，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。模量的测试方法归纳起来可分为两类：静力法和动力法。静力法是在静载荷下，通过测量应力与应变建立它们之间的关系曲线，然后根据胡克定律以弹性形变区的线性关系计算模量值。与静力法不同，动力法是利用材料的弹性模量与所制成试棒的本征频率或弹性应力波在材料介质中传播速度之间的关系进行测定和计算。目前各种材料的弹性性能，通常优先考虑由基于声频和超声振动的动力法来确定。这是因为动态法除了能给出较准确的结果外，与静力法相比它还具有方法的灵活性，即在对试样没有很强的作用下，可以在同一试样上跟踪研究不同的连续变化因素与弹性模量的关系。最常用的动态测试方法之一是晶体中的应变周期性的变化，但是这些应变伴随着原子间距的变化。因此，由于结构上周期性地压缩和膨胀，晶体中形成弹性波。弹性模量和刚性常数与横波、纵波的传播速度之间有明确的关系，因此可以通过测量声波的传播速度后可用来确定其弹性性质。动态法中采用悬挂法来测量弹性模量、剪切模量和泊松比是普遍常用的方法，但此方法不易找到其基点，重复性不是很高，操作具有不安全性和不便利性的特点。因此寻找一种简易可行的测定薄玻璃板的弹性模量与剪切模量值得方法是十分有必要的。可应用于工业过程优化，产品质量控制，来料检测，产品开发域应用研究以及基础材料科学研究等领域。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种测试玻璃弹性模量和剪切模量的测试方法，该方法能实现无损测试，且测试精度准确率高，测试具有高效简便性。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法，包括如下步骤：步骤S1，制备测试试样，其中试样为条状玻璃板；步骤S2，测量步骤S1中制备的试样的实际长度L，宽度b和厚度h，并测量试样的质量m；步骤S3，确定并标记第一敲击点和第一接收点以及第二敲击点和第二接收点，第一敲击点位于试样中心点位置，第一接收点位于试样宽度方向的中线上距离一侧边0.224L的位置，第二敲击点位于距离矩形试样一个短边0.224L位置的线和一个长边交点处，第二接收点位于距离矩形试样另一个短边0.224L位置的线上并且距另一个长边0.25b处；步骤S4，采用共振法敲击试样，将测针置于第一接收点，敲击第一敲击点，得到弹性频率，将测针置于第二接收点，敲击第二敲击点，得到剪切频率；步骤S5，用测得试样的长度L、宽度b、厚度h、质量m、弹性频率和剪切频率f，计算得到试样的弹性模量、剪切模量和泊松比。可选的，步骤S1中，制备测试试样的理论尺寸为30mmx100mm。可选的，步骤S1之前还包括对待测试样进行抛光。可选的，步骤S4中测针垂直于试样表面。可选的，步骤S4之前还包括将步骤S3中得到试样安装在共振法敲击试样支架上。可选的，所述试样上下表面的平行度小于0.02mm。可选的，弹性模量的计算公式为：E＝0.9465(mf2/b)(L3/h3)T1其中，E为弹性模量，m为质量，f为频率，b为宽度，L为长度，h为厚度，T1为校正系数。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法，包括步骤制备测试试样，其中试样为条状玻璃板；测量试样的实际长度L，宽度b和厚度h，并测量试样的质量m；确定并标记第一敲击点和第一接收点以及第二敲击点和第二接收点；采用共振法敲击试样，将测针置于第一接收点，敲击第一敲击点，得到弹性频率，将测针置于第二接收点，敲击第二敲击点，得到剪切频率；用所测试样的长度L、宽度b、厚度h、质量m、弹性频率和剪切频率计算，得到试样的弹性模量、剪切模量和泊松比。测试过程简单耗时短，测试过程对于试样无损坏，属于无损测试，可实现多次测试和重复测试，测试效率高，且测试精度高。附图说明图1为本专利技术实施例提供的测试工艺流程图；图2为本专利技术实施例提供的测弹性性能时的试样摆放方式示意图；图3为本专利技术实施例提供的测剪切模量时的探针位置及敲击位置示意图；图4为本专利技术实施例提供测剪切模量时的探针位置及敲击位置示意图。图中：1.试样、2.试样架、3.第一敲击点、4.第一接收点、5.第二敲击点、6.第二接收点。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术实施例提供一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法，包括如下步骤：步骤S1，制备测试试样，其中试样为矩形玻璃板；步骤S2，测量步骤S1中制备的试样的实际长度L，宽度b和厚度h，并测量试样的质量；步骤S3，确定并标记第一敲击点和第一接收点以及第二敲击点和第二接收点，第一敲击点位于试样中心点位置，第一接收点位于试样宽度方向的中线上距离一侧边0.224L的位置，第二敲击点位于距离矩形试样一个短边0.224L位置的线和一个长边交点处，第二接收点位于距离矩形试样另一个短边0.224L位置的线上并且距另一个长边0.25b处；步骤S4，采用共振法敲击试样，将测针置于第一接收点，敲击第一敲击点，得到弹性频率，将测针置于第二接收点，敲击第二敲击点，得到剪切频率；步骤S5，用所测试样的长度L、宽度b、厚度h、质量、弹性频率和剪切频率来计算，得到试样的弹性模量、剪切模量和泊松比。其中，步骤S1中，制备测试试样的理论尺寸为30mmx100mm；步骤S1之前还包括对待测试样进行抛光；步骤S4中测针垂直于试样表面；步骤S4之前还包括将步骤S3中得到试样安装在共振法敲击试样试样支架上。试样上下表面的平行度小于0.02mm。本专利技术是以脉冲激发技术为基础，通过金属球敲击试样，产生机械脉冲激发试样，对随后的自由松弛期间的瞬态固有振动频率进行接收，通过计算获得试样的弹性模量和剪切模量。通过千分尺(精度为0.001mm)测量试样尺寸(长、宽、厚度)，均以mm为单位，利用天平(精度为0.0001g)称量试样的质量，单位为g；然后将试样放在试样支架上，采用共振法敲击试样固定位置，使试样产生声波，声波通过电感应信号转换为频率显示在LCD上，再通过软件计算其弹性模量、剪切模量、泊松比和密度，此处需要说明的是弹性模量与剪切模量是相互独立，泊松比是通过弹性模量与剪切模量之间的固定关系计算而来。采用本专利技术的方法来测量弹性性能，具有无损检测的性质，无需矫正或调整仪器，测试的简易性和高效性，准确率高与极快的可用性，可进行频率和阻尼分析，设备简单、操作方便，重复率高，并且测量精度高，测量精度优于0.005％。采用共振法敲击试样固定位置，使试样产生声波，声波通过电感应信号转换为频率显示在LCD上，再通过所测数据来计算其弹性模量、剪切模量、泊松比和密度，此处需要说明的是弹性模量与剪切模量是相互独立，泊松比是通过弹性模量与剪切模量之间的固定关系计算而来。如图1所示，首先对试样进行抛光处理，使所有表面平整、无划痕、裂纹、气泡结石等缺陷的材料；上下表面的平行度应保持在0.02mm以内；测定弹性模量与剪切模量的试样均可为100mm×30mm矩形的横截面，在距玻璃板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，制备测试试样，其中试样为条状玻璃板；步骤S2，测量步骤S1中制备的试样的实际长度L，宽度b和厚度h，并测量试样的质量m；步骤S3，确定并标记第一敲击点和第一接收点以及第二敲击点和第二接收点，第一敲击点位于试样中心点位置，第一接收点位于试样宽度方向的中线上距离一侧边0.224L的位置，第二敲击点位于距离矩形试样一个短边0.224L位置的线和一个长边交点处，第二接收点位于距离矩形试样另一个短边0.224L位置的线上并且距另一个长边0.25b处；步骤S4，采用共振法敲击试样，将测针置于第一接收点，敲击第一敲击点，得到弹性频率，将测针置于第二接收点，敲击第二敲击点，得到剪切频率；步骤S5，用测得试样的长度L、宽度b、厚度h、质量m、弹性频率和剪切频率，计算得到试样的弹性模量、剪切模量和泊松比。

【技术特征摘要】
1.一种测试玻璃板弹性模量和剪切模量的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，制备测试试样，其中试样为条状玻璃板；步骤S2，测量步骤S1中制备的试样的实际长度L，宽度b和厚度h，并测量试样的质量m；步骤S3，确定并标记第一敲击点和第一接收点以及第二敲击点和第二接收点，第一敲击点位于试样中心点位置，第一接收点位于试样宽度方向的中线上距离一侧边0.224L的位置，第二敲击点位于距离矩形试样一个短边0.224L位置的线和一个长边交点处，第二接收点位于距离矩形试样另一个短边0.224L位置的线上并且距另一个长边0.25b处；步骤S4，采用共振法敲击试样，将测针置于第一接收点，敲击第一敲击点，得到弹性频率，将测针置于第二接收点，敲击第二敲击点，得到剪切频率；步骤S5，用测得试样的长度L、宽度b、厚度h、质量m、弹性频率和剪切频率，计算得到试样的弹性模量、剪切模量和泊松比。2.如权利要求1所述的一种测试玻璃板弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科燕，郭萍莉，谢竞申，王帅，姜阳飞，孔令歆，
申请(专利权)人：彩虹显示器件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61