金屬是人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中常用到的材料，更是人類社會進步的關(guān)鍵所在，上文我們?yōu)榇蠹曳窒砹?/span>金屬材料的彈性模量和泊松比（靜態(tài)法）的原理、試樣制備、實驗步驟、計算方式等。本文【科準測控】小編就來分享另一種測試方法，金屬材料彈性模量和泊松比（動態(tài)法），同樣按照試驗原理、試驗要求、計算方式、實驗報告、夾具等方面來為大家介紹！

試驗原理

依據(jù)聲共振原理測定試樣機械共振頻率，以便測定本部分一項或幾項物理性能。

推薦采用懸絲耦合共振測定方法，其優(yōu)點是試樣的振幅較大，共振易判別，支撐的影響易排除，振動長度易精確判定，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)并測定其共振頻率，可計算出動態(tài)彈性模量、動態(tài)切變模量及動態(tài)泊松比。

試驗設(shè)備

1、量具

1.1 游標卡尺∶測量試樣長度，最小分度不大于0.05mm。

1.2 千分尺∶測量試樣的直徑或?qū)挾取⒑穸?，最小分度不大?/span>0.002mm。

1.3 天平∶稱量試樣質(zhì)量，感量不大于0.001g。

1.4 測溫裝置∶在不同溫度下試驗中用來測量試樣的環(huán)境溫度，用校準后的熱電偶測量，測溫裝置的準確度應(yīng)達到士0.5℃，其位置應(yīng)接近試樣中部，注意與試樣的距離應(yīng)不大于5mm，同時不要觸及試樣。

科準測控高溫金屬材料試驗機：

試樣要求

1、按設(shè)備條件、材料的密度及模量的估計值選擇試樣的尺寸。試樣的最小質(zhì)量由拾振系統(tǒng)的檢測靈敏度決定，一般不小于5g；試樣尺寸和質(zhì)量的最大值由激勵系統(tǒng)供給的能量和所允許的空間大小決定。

2、推薦的試樣長度為120mm～180mm。對于圓桿、管，直（外）徑為4mm～8mm，長度約為直徑的30倍；只檢測彎曲共振頻率時，直徑可至2mm。對于矩形桿，厚度為1mm～4mm，寬度為5mm～10 mm。

3、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0.7%；表面無缺陷，粗糙度Ra不大于1.6 μm，相對表面的平行度應(yīng)在0.02mm以內(nèi)。

4、檢測高溫下圓桿、管試樣的扭轉(zhuǎn)共振頻率時，若共振信號微弱，可采用啞鈴狀試樣或以銷釘固定懸絲的辦法進行扭共振頻率的相對測量。

表一 基頻彎曲共振圓桿、管的修正系數(shù)

計算方式

1、室溫動態(tài)楊氏模量

1.1圓桿的室溫動態(tài)楊氏模量

將測得的試樣的質(zhì)量m、長度1、平均直徑d、反復(fù)檢測的彎振基頻共振頻率均值f，及修正系數(shù)T；代入式（11），即可求得動態(tài)楊氏模量Ea；修正系數(shù)T，可從表4查出∶

1.2圓管的室溫動態(tài)楊氏模量

將測得的試樣質(zhì)量m、長度I、管外徑d；和內(nèi)徑d；的平均值、經(jīng)反復(fù)檢測的彎振基頻共振頻率均值f，及修正系數(shù)T；代入式（12），即可求得動態(tài)楊氏模量E；；修正系數(shù)T；可從表4中查出∶

當以試樣一次諧波的共振頻率進行計算時，應(yīng)遵照1.1條所述進行。

注∶當T'隨泊松比μ呈顯著變化時，應(yīng)以疊代法完成E。值的最終計算，即∶先以初始的EG（1）、G值求出μ（1），據(jù)表4求出T（1），進而求出E（2），繼求出p（2），從而據(jù)表4求得T（2）依次進行，至E。值無顯著變化為止。

1.3 矩形桿的室溫動態(tài)楊氏模量

將測得的試樣質(zhì)量m、長度l、平均厚度h、經(jīng)反復(fù)檢測的彎振基頻共振頻率值f；及修正系數(shù)T；代入式（13），即可算出動態(tài)楊氏模量E；；修正系數(shù)T

2、室溫動態(tài)切變模量

2.1 圓桿的動態(tài)切變模量

將測得的試樣密度p、長度l、平均直徑d、經(jīng)反復(fù)檢測的基頻共振頻率均值f1代入式（14），即可得動態(tài)切變模量Gd∶

當模量Ga以GPa為單位時∶

式中右端各物理量的含義與單位同式（14）。當密度未知時∶

2.2 圓管的動態(tài)切變模量

如果密度已知，由式（15）可得到圓管的切變模量值。如果密度未知∶

2.3 矩形桿的動態(tài)切變模量

當密度已知時，可得到動態(tài)切變模量。當模量以GPa為單位時∶

當密度未知時，對于基頻∶

式中

R1——基頻扭共振時矩形桿的形狀因子，無量綱；

矩形桿的形狀因子可由式（20）計算，式中n為振動級次∶

變溫過程中的彈性模量由式（21）計算∶

5.3 動態(tài)泊松比

任一溫度下試樣的動態(tài)泊松比由同一溫度下的動態(tài)楊氏模量、動態(tài)切變模量值確定∶

亦可由測得的試樣同一溫度下的彎曲與扭轉(zhuǎn)的共振頻率直接求得該溫度下的動態(tài)泊松比。對于圓桿∶

對于圓管∶

對于矩形桿∶

試驗報告

試驗報告一般應(yīng)包括以下內(nèi)容∶

1、本國家標準編號及所采用的方法（靜態(tài)法或動態(tài)法）；100

2、試樣標識

3、材料名稱及相關(guān)信息；

4、試樣形狀和尺寸；

5、試驗儀器相關(guān)信息；

6、試驗溫度

7、所測性能結(jié)果。

動態(tài)法的試驗報告還應(yīng)包括以下內(nèi)容∶

1、試樣的制備方法及表面狀況，如果材料是各向異性的，則應(yīng)列出試樣取樣方向；

2、所采用的試驗方法的特征；

3、測試過程中的干擾情況等；

4、精度估算。

以上就是金屬材料的彈性模量和泊松比（動態(tài)法）試驗原理、技術(shù)參數(shù)、試驗要求、計算方式以及試驗報告的介紹了。關(guān)于金屬材料拉伸試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機、彎曲試驗機、沖擊試驗機、疲勞試驗機如果你還有其它想了解的，歡迎給我們私信或留言，【科準測控】會持續(xù)給大家更新拉力試驗機相關(guān)知識！