一种测量多孔金属材料静态弹性模量的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，所述方法是利用简支梁四点弯曲实验装置，采用静态逐级加载，测量在不同载荷下简支梁跨中的挠度，然后建立跨中挠度与载荷的关系曲线，根据所述曲线斜率按公式计算得到多孔金属材料的静态弹性模量的单次测量值；在线弹性范围内测量若干次，取平均值，即得到所测多孔金属材料的静态弹性模量。本发明专利技术方法不仅具有测量结果准确、重复性好、可靠性高、设备简易、测试成本低、制样简单等优点，而且在线弹性范围内可实现反复加载(卸载)多次测量，可在传统材料力学纯弯曲试验台上进行，不需要贴应变片，只需外加一只百分表(千分表)即可；操作简单易行，适合普及应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于材料力学性能测试 技术。
技术介绍
弹性模量(elastic modulus),又称杨氏模量,是指材料在弹性变形阶段内，正应 力与对应的正应变的比值，用E表示。弹性模量是各类工程材料的重要性能参数，从宏观角 度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度；从微观角度来说，弹性模量是 原子、离子或分子之间键合强度的反映。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度 的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大。多孔泡沫金属材料是一种由金属基体和大量孔隙组成的结构功能一体化的新型 金属基复合材料。它因其密度低、比表面积大而具有独特的优势，其隔音、阻燃、吸能、电磁 屏蔽等物理性能十分优异，目前已广泛应用于飞行器材料、隔音板、消声、缓冲减振、冲击防 护、催化载体、生物医学材料等一些高新
影响多孔泡沫金属材料力学性能的因素主要有如下方面(I)基体金属材料的固有性能；(2)泡沫金属的自身结构，如相对密度，胞孔结构类型(开孔或闭孔)，胞孔结构的 均匀性，孔径大小、胞孔形状和胞孔结构的各向异性，孔壁的连接性，缺陷(如孔壁的不完 整性等)；(3)加载应变率、温度等外界因素。测量多孔金属材料静态弹性模量通常利用万能材料试验机开展单轴静态压缩试 验来实现。采用常规静态压缩法测量结果较为精确，但所需设备较为昂贵，而且对于多孔金 属试样制备具有较高的要求。虽然对于基体金属而言，可利用常规四点弯曲实验装置并结合应变片法来测量其 弹性模量，但对于多孔金属而言，因其材料表面粗糙，应变片难以粘贴，且在已粘合应变片 的多孔金属材料中，该应变片与多孔金属材料表面的真实的粘合程度较差，故而两者弹性 形变的同步性和协调性自然较差，因此几乎无法采用应变片方法测量多孔金属的弹性模量。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种测量结果准确、设备简 易、测试成本低、制样简单的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，以解决多孔泡沫金属 材料静态弹性模量的测量难题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下，是利用简支梁四点弯曲实验装置， 采用静态逐级加载，测量在不同载荷下简支梁跨中的挠度，然后建立跨中挠度与载荷的关系曲线，根据所述曲线斜率权利要求1.，其特征在于所述方法是利用简支梁四点弯曲实验装置，采用静态逐级加载，测量在不同载荷下简支梁跨中的挠度，然后建立跨中挠度与载荷的关系曲线，根据所述曲线斜率A,按公式五计算得到多dP4bfr dP孔金属材料的静态弹性模量的单次测量值；在线弹性范围内测量若干次，取平均值，即得到所测多孔金属材料的静态弹性模量；公式中的a为载荷与其相邻简支梁端点间的距离，I为简支梁的跨度，b为简支梁横截面的宽度，h为简支梁横截面的高度，以上4个参量均为给定的常数。2.根据权利要求1所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于所述静态逐级加载为等量逐级加载。3.根据权利要求2所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于加载上限为200N，每级加载增量为5N或10N。4.根据权利要求2所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于采用砝码或蜗杆摇柄方式加载。5.根据权利要求1所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于在载荷处设有刚性垫片。6.根据权利要求5所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于所述刚性垫片为金属刚性垫片。7.根据权利要求1所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于简支梁跨中的挠度值通过百分表或千分表测量。8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于所述多孔金属材料为多孔泡沫金属材料。全文摘要本专利技术公开了，所述方法是利用简支梁四点弯曲实验装置，采用静态逐级加载，测量在不同载荷下简支梁跨中的挠度，然后建立跨中挠度与载荷的关系曲线，根据所述曲线斜率按公式计算得到多孔金属材料的静态弹性模量的单次测量值；在线弹性范围内测量若干次，取平均值，即得到所测多孔金属材料的静态弹性模量。本专利技术方法不仅具有测量结果准确、重复性好、可靠性高、设备简易、测试成本低、制样简单等优点，而且在线弹性范围内可实现反复加载(卸载)多次测量，可在传统材料力学纯弯曲试验台上进行，不需要贴应变片，只需外加一只百分表(千分表)即可；操作简单易行，适合普及应用。文档编号G01N3/08GK102998181SQ201210545618公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日专利技术者李培超, 范志毅, 李培绪, 袁勋伸 申请人:上海工程技术大学, 潍坊科技学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量多孔金属材料静态弹性模量的方法，其特征在于：所述方法是利用简支梁四点弯曲实验装置，采用静态逐级加载，测量在不同载荷下简支梁跨中的挠度，然后建立跨中挠度与载荷的关系曲线，根据所述曲线斜率按公式计算得到多孔金属材料的静态弹性模量的单次测量值；在线弹性范围内测量若干次，取平均值，即得到所测多孔金属材料的静态弹性模量；公式中的a为载荷与其相邻简支梁端点间的距离，l为简支梁的跨度，b为简支梁横截面的宽度，h为简支梁横截面的高度，以上4个参量均为给定的常数。FDA00002585608200011.jpg,FDA00002585608200012.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李培超，范志毅，李培绪，袁勋伸，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，潍坊科技学院，
类型：发明
国别省市：