一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪和力学测试方法技术

本发明专利技术公开了一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪和力学测试方法。所述测试仪包括输出控制信号并对采集信号进行处理的共振系统，以及根据控制信号施加共振信号和物理场并采集信号多物理场系统。所述多物理场系统包括测试样品杆和套设在测试样品杆外的多物理场耦合腔。其中测试样品杆用于采集样品材料的共振波谱，多物理场耦合腔用于向样品腔施加温度、磁场、光、电或力，以模拟材料在应用环境下收到物理场作用。所述力学测试方法基于多物理场耦合的超声共振波谱测试仪采集的样品材料共振波谱，根据已知的材料密度与几何形状，计算样品材料在不同物理场作用下的弹性张量值。本发明专利技术实现了无损、高精度的材料力学性能表征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物理实验装置，涉及力学性能和材料内耗性能的测试，具体涉及一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪和力学测试方法。

技术介绍

1、材料的力学性能是由材料内部的物质结构决定的一种固有属性，任何材料受力后都会产生变形，变形到一定程度即发生断裂，这种在外载作用下表现的变形与断裂的行为称为材料的力学行为。材料力学性能的表征手段分为静态法和动态法。其中静态法是破坏性测试，通过在恒定或缓慢变化的载荷下测试材料的力学性能，适用于评估材料的强度、弹性、塑性和韧性等特性。动态法通过在快速变化或周期性载荷下测试材料的力学性能，适用于评估材料的动态响应、疲劳性能和阻尼特性等，优势是对材料无损伤。

2、主流的动态法包括布里渊散射法和脉冲回波法。布里渊散射法因需使用粘结剂将材料与探测器固定在一起，导致样品的损耗参数无法准确获得，粘结剂的使用也导致无法在高温区段进行弹性性能的测试。脉冲回波法可在5mhz～25mhz的频率范围内探究材料的弹性模量和损耗机制，但会受到来自设备的损耗信号的干扰。

3、超声共振波谱(rus)可以通过对一组最低共振的复杂分析来找本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，包括向样品材料(26)输出控制信号并对样品材料(26)在控制信号下产生的共振波谱进行采集和计算的共振系统，其特征在于：还包括根据共振系统的控制信号对样品材料(26)施加共振信号和多物理场的多物理场系统(6)；

2.如权利要求1所述一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，其特征在于：所述共振系统包括计算机(1)、可编程门阵列(2)、数模转换器(3)、前置信号放大器(4)、信号输出端(5)、信号输入端(7)、升压放大器(8)和模数转换器(9)；所述计算机(1)控制可编程门阵列(2)发射信号，经过数模转换器(3)、前置信号放大器(4)和信号输...

【技术特征摘要】

1.一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，包括向样品材料(26)输出控制信号并对样品材料(26)在控制信号下产生的共振波谱进行采集和计算的共振系统，其特征在于：还包括根据共振系统的控制信号对样品材料(26)施加共振信号和多物理场的多物理场系统(6)；

2.如权利要求1所述一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，其特征在于：所述共振系统包括计算机(1)、可编程门阵列(2)、数模转换器(3)、前置信号放大器(4)、信号输出端(5)、信号输入端(7)、升压放大器(8)和模数转换器(9)；所述计算机(1)控制可编程门阵列(2)发射信号，经过数模转换器(3)、前置信号放大器(4)和信号输出端(5)，将共振信号施加到多物理场系统(6)，再通过信号输入端(7)将样品材料(26)的共振信号经过升压放大器(8)及模数转换器(9)输入到可编程门阵列(2)，从共振信号中提取样品材料(26)的共振频率f及品质因子q，最后传输到计算机(1)。

3.如权利要求1所述一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，其特征在于：所述测试样品杆包括设置在顶盖的下端边缘的密封圈(16)。

4.如权利要求1所述一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，其特征在于：所述测试样品杆还包括设置在空心连接杆(13)表面，均匀分布在顶盖与样品腔(14)之间的阻热环(18)。

5.如权利要求1～4任一所述一种多物理场耦合的超声共振波谱测试仪，其特征在于：将样品材料(26)放置在样品托(19)表面，一端与接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨得鑫，张雪峰，金邦伟，于子钧，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：